近日，中国科学院城市环境研究所陈进生研究团队在大气科学领域权威学术期刊《Atmospheric Chemistry and Physics》发表题为Exploring the amplified role of HCHO in the formation of HMS and O₃ during the co-occurring PM_2.5 and O₃ pollution in a coastal city of southeast China的研究论文。该论文基于大气环境观测超级站开展大气污染物、光化学参数和气象因子等实时在线观测，结合基于观测盒子模型RACM2、CAPRAM 3.0 和MCM机制，阐明了大气O₃和PM_2.5双高污染过程甲醛HCHO对羟基甲磺酸盐(HMS)的生成的影响，揭示了东南沿海地区HCHO对大气氧化能力、自由基化学和O₃生成的影响机制。 

　　对流层臭氧(O₃)和细颗粒物(PM_2.5)可直接影响空气质量、人体健康和气候变化，是当前我国大气复合污染的关键污染物, 也是我国“十四五”规划中大气污染防控的重点。近年来，东南沿海城市局地、传输型O₃和PM_2.5双高的污染过程时有发生，特别是在大气氧化性逐渐增强的秋冬季。甲醛（HCHO）是一种重要的反应性羰基化合物，在光化学污染和二次气溶胶生成中发挥着重要作用。因此，有必要深入地开展沿海城市大气O₃和PM_2.5双高污染过程及关键活性物种的作用机制研究，从而为制定O₃和PM_2.5协同控制策略提供科学依据。 

　　通过外场观测和模型分析研究，我们发现，在O₃和PM_2.5双高污染期间， HCHO(aq)、HMS(aq)和颗粒硫的摩尔百分比显著增加，主要与高浓度气态前体物(SO₂、HCHO)和适合气溶胶条件(即低pH和高气溶胶含水量)促进了非均匀反应过程有关。这也表明了在东南沿海城市O₃和PM_2.5双高污染期间HCHO对HMS和颗粒硫化学的非均匀形成的重要贡献。与此同时，O₃主要生成途径以HO₂+NO和RO₂+NO反应为主，去除途径是OH+NO₂，其次是O₃光解。模型定量研究结果显示，禁用HCHO机制使得主导O₃生成的HO₂+NO反应速率分别降低了41%和51%；ROx浓度和自由基生成速率的降低导致日间净O₃产生率下降了50-60%。相关成果为东南沿海城市地区大气O₃和PM_2.5双高污染形成新机制提供科学依据。 

　　城市环境研究所洪有为副研究员为论文第一和通讯作者，山东大学薛丽坤教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金重点支持项目、面上项目(U22A20578,42277091)、福建省对外合作项目(2020I0038)等项目的资助。 

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图1 O₃和PM_2.5双高污染过程模拟ROx自由基的变化特征