蘭州における日中のヒドロキシルラジカル汚染の季節変動特性とその潜在的な発生メカニズム

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J Environ Sci (China).2020 Sep;95:58-64. S1001-0742(20)30126-1. doi: 10.1016/j.jes.2020.03.045.Epub 2020-04-16.

蘭州における日中のヒドロキシルラジカル汚染の季節変動特性とその潜在的な発生メカニズム

Seasonal variation characteristics of hydroxyl radical pollution and its potential formation mechanism during the daytime in Lanzhou.

Guoying Wang
Shiming Jia
Ruihong Li
Shangrong Ma
Xuefu Chen
Zhijun Wu
Gaofeng Shi
Xiuli Niu

PMID: 32653193 DOI: 10.1016/j.jes.2020.03.045.

抄録

ヒドロキシルフリーラジカル（OHラジカル）は大気化学の主要な役割を果たしており、その反応は二次粒子状物質の形成や大気中からの大気汚染物質の除去において支配的な速度決定ステップとなっている。本論文では、蘭州市における日中のOHラジカルの季節変動特性を調査し、高濃度OHラジカルの生成メカニズムを明らかにした。その結果、四季におけるOHラジカルは、それぞれ2.7×10、2.6×10、3.1×10、2.2×10cmであった。夏季に降雨が集中していたため、湿潤沈着がOHラジカルの除去に大きな効果を発揮していた。オゾン(O)、揮発性有機化合物(VOCs)、二酸化窒素(NO)、微粒子状物質(PM)の4つの汚染物質のうち、OHラジカルの変動は、特に春と夏にオゾン濃度と密接に関連していた。秋には、観測された汚染物質の中でPMとOHラジカルの相関が最も高く、その生成メカニズムは従来の再生経路とは異なっていた。イベント1では、高濃度オゾンがOHラジカルの主な発生源となっていたが、高湿度環境下では、オゾンを除いて、VOC,NO,PMなどの複数の要因が相互に作用し、イベント2につながっていた。

Hydroxyl free radicals (OH radicals) play the main role in atmospheric chemistry and their involving reactions are the dominant rate determining step in the formation of secondary fine particulate matter and in the removal of air pollutants from the atmosphere. In this paper, we studied the seasonal variation characteristics of OH radicals during the daytime in Lanzhou and explored the potential formation mechanism of high concentration OH radicals. We found that the OH radicals in four seasons was 2.7 × 10, 2.6 × 10, 3.1 × 10, and 2.2 × 10 cm, respectively. Since the rainfall was concentrated in summer, the wet deposition had a significant effect on removing OH radicals. Among the four pollutants (including ozone (O), volatile organic compounds (VOCs), nitrogen dioxide (NO) and fine particulate matter (PM)), the variation of OH radicals were closely related to ozone concentration especially in spring and summer. In autumn, the correlation between PM and OH radicals were the closest among the observing pollutants and its formation mechanism was different conventional regeneration pathway. In Event 1, high concentration of ozone was the main source of OH radicals; under the high humidity condition, except for ozone, the multiple factors including VOCs, NO and PM interplayed and leaded to the Event 2.