PAN作为NO_x和自由基的临时储存库，可以运输到偏远地区以重新分配NO_x，并在区域甚至全球范围内通过影响NO_x和自由基分布以干预O₃的生成机制。近地层O₃浓度升高会增强大气氧化能力，并对全球气候变化、生态系统和人类健康产生有害影响。在对流层中，PAN的含量远低于O₃，但其生物毒性却比O₃高一到两个数量级。为有效控制对流层光化学污染，探索光化学机理和污染形成的控制因素，以及判断PAN对O₃的影响对科学界至关重要。中科院城市环境所陈进生研究团队依托位于沿海城市厦门的大气环境观测超级站，同步开展大气环境多参数实时在线观测，并结合基于观测的模型(OBM-MCM)分析春秋季PAN的光化学机制，旨在阐明东南沿海地区PAN的污染机制和PAN对O₃生成影响效应。 

　　研究成果于2022年4月5日以Seasonal characteristics of atmospheric peroxyacetyl nitrate (PAN) in a coastal city of Southeast China: Explanatory factors and photochemical effects为题发表在大气环境领域权威期刊Atmospheric Chemistry and Physics上，中国科学院城市环境所刘涛涛博士生为第一作者，中国科学院城市环境所陈进生研究员、洪有为副研究员为共同通讯作者。该研究得到中国科学院战略性先导专项培育项目(XDPB1903)、中国科学院区域大气环境卓越研究中心(E0L1B20201)、福建省对外合作项目(2020I0038)以及福建省厦门市大气环境野外观测研究站等项目的资助。 

　　研究结果显示：基于广义相加模型(GAM)模拟结果中的F值，东南沿海地区紫外辐射强度(UV, F=60.64)、大气氧化性(Ox=NO₂+O₃, F=57.65)和气温(T, 1 F=7.55)是影响大气PAN生成的主要因素。秋季PAN生成速率是春季的1.58倍，归因于秋季强烈的光化学反应和有利的气象条件。OBM模型结果显示乙醛的氧化(46±4%)是生成PA自由基(即PAN)的主要途径，其次是甲基乙二醛的氧化(28±3%)和自由基循环路径(19±3%)。与VOCs的丰度相比，NO_x在大气中的含量是过量的，因此PAN的生成对VOCs高度敏感。在我们的外场观测中，PAN分别在高的RO_x浓度时促进O₃生成，在低的RO_x浓度时抑制O₃的形成，且PAN促进O₃生成主要发生在11:00-16:00，该时间段有利的气象条件(高UV和T)促进光化学反应产生RO_x自由基。PAN的促进效应占春季整个研究期的17%，占秋季整个研究期的31%。分析PAN的形成机制及其对臭氧的促进和抑制效应，为了解沿海地区各种污染情景下的光化学污染机制提供了科学依据。 

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图1. 基于OBM模型计算的春秋季污染与非污染期间PA(即PAN)的生消机制 

图2. 模拟的O₃生消机制和ROx自由基在春秋两季PAN抑制效应和促进效应阶段的变化特征