硫酸盐非均相机制对颗粒物污染的影响:上海典型污染事件的WRF-Chem模拟

来源：环境科学杂志2022年第1期北京时间：

作者：张茹涵,张皓然,冯伟航,汤克勤,马亚平,王红丽,黄成,胡建林,张宏亮,李楠

单位：南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044,复旦大学环境科学与工程系, 上海 200438,南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044,南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044,赫尔辛基大学理学院, 芬兰 00014,南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044,北京大学物理学院大气与海洋科学系, 北京 100871,上海市环境科学研究院, 国家环境保护城市大气复合污染成因与防治重点实验室, 上海 200233,上海市环境科学研究院, 国家环境保护城市大气复合污染成因与防治重点实验室, 上海 200233,南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044,复旦大学环境科学与工程系, 上海 200438,南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044

摘要：硫酸盐气溶胶是大气中细颗粒物（PM_2.5）的重要组成部分，对霾的形成起着重要作用.传统的模式中硫酸盐生成机制主要包括SO₂与·OH的气相反应和SO₂ ·H₂ O水合物产生的亚硫酸与O₃/H₂ O₂的液相反应.SO₂非均相生成硫酸盐的机制（在高NH₃情景下，以NO₂为氧化剂，非均相摄取SO₂）非常重要，尤其成为重污染期间颗粒物浓度暴发性增长的原因之一.将硫酸盐非均相机制的参数化方案纳入WRF-Chem模式，模拟了2017年1月的长三角区域污染物浓度，评估了硫酸盐非均相反应对颗粒物浓度模拟的提高及其对长三角重污染的贡献.结果表明，传统WRF-Chem模式模拟的上海地区硫酸盐月均浓度为6.5 μg ·m-3，较观测值低估33%；尤其是在重颗粒物污染期间，低估高达127%.加入硫酸盐非均相机制后，WRF-Chem对硫酸盐的模拟效果得到显著提升，月均硫酸盐模拟浓度较传统模式提高2.1 μg ·m-3，更好地与地面观测站点的观测值匹配（标准化平均偏差由-48%~-34%降低到-29%~-13%）；尤其是在颗粒物污染时段，硫酸盐浓度的提升高达28.2~37.2 μg ·m-3（104%~167%）.研究提高了对长三角地区冬季大气污染的模拟能力，为制定科学地管控策略提供了支持.

关键词：硫酸盐,非均相反应,天气研究与预报耦合大气化学模型(WRF-Chem),PM2.5,长三角,