大氣氧化能力是影響區(qū)域污染、全球氣候變化和大氣生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵因素之一。OH自由基作為白天大氣中最重要的氧化劑,主導(dǎo)一次污染物(CO、NOX、CH4、VOCs、 SO2等)的去除過(guò)程,并決定痕量氣體在對(duì)流層的壽命以及濃度分布;并引發(fā)O3、PAN、CO2、HNO3、H2SO4和OVOCs、SOA等二次污染物的生成和光化學(xué)污染、臭氧污染、酸雨和二次氣溶膠及溫室效應(yīng)。由于其高活性和超低濃度等特點(diǎn),迄今為止在環(huán)境大氣中開(kāi)展OH自由基直接準(zhǔn)確的測(cè)量仍然是大氣化學(xué)領(lǐng)域最富挑戰(zhàn)性的研究工作之一。
課題組胡仁志副研究員等人在前期研究的激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)(LIF)基礎(chǔ)上,解決了激光高效耦合、低損耗采樣、熒光高靈敏度探測(cè)、準(zhǔn)確定標(biāo)等難題,自主研發(fā)了一套用于大氣OH自由基外場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng),成功應(yīng)用于2018年9月30日-11月11日的深圳秋季綜合長(zhǎng)期的外場(chǎng)觀測(cè)(STORM)。這次外場(chǎng)觀測(cè)首次驗(yàn)證了系統(tǒng)對(duì)OH自由基高靈敏、高時(shí)間分辨率、實(shí)時(shí)在線測(cè)量的性能,并有效的獲得了的日變化趨勢(shì);在與臭氧光解率(由于臭氧光解是OH自由基的主要來(lái)源)的比較分析中得到了較高的相關(guān)性。日間OH自由基平均峰值濃度水平在6.6×106 cm-3,這表明深圳秋季日間光化學(xué)過(guò)程依然較強(qiáng)。
該儀器的研制能滿足對(duì)環(huán)境大氣OH自由基高靈敏、高時(shí)間分辨率實(shí)時(shí)在線探測(cè)的測(cè)量需求,可為研究大氣化學(xué)過(guò)程提供先進(jìn)技術(shù)手段和設(shè)備,為進(jìn)一步研究OH自由基大氣化學(xué)過(guò)程及二次污染規(guī)律等科學(xué)問(wèn)題提供數(shù)據(jù)支持。
該研究工作得到了科技部大氣專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院灰霾先導(dǎo)專項(xiàng)等項(xiàng)目的資助。
(原文標(biāo)題:安光所實(shí)現(xiàn)大氣OH自由基場(chǎng)外高靈敏實(shí)時(shí)在線測(cè)量)