大气液相中HONO驱动邻苯二甲酸酯类污染物光化学反应机制与环境效应研究.docxVIP

大气液相中HONO驱动邻苯二甲酸酯类污染物光化学反应机制与环境效应研究

一、引言

1.1研究背景与意义

随着工业化和城市化进程的加速，大气污染问题日益严重，成为全球关注的焦点。大气污染不仅对人类健康造成直接威胁，如引发呼吸道疾病、心血管疾病等，还对生态系统、气候变化等产生深远影响。据世界卫生组织统计，2016年全球室内和室外空气污染造成约700万人死亡，大气污染的危害可见一斑。全球性的酸雨问题、温室效应问题、臭氧层的破坏等，都与大气污染密切相关。

邻苯二甲酸酯类（PAEs）化合物作为一类重要的工业原料，被广泛应用于塑料、橡胶、涂料、化妆品等领域。由于其具有较低的熔点和沸点，易溶于有机溶剂，难溶于水，且具有较高的稳定性和耐候性，能在环境中长期存在。PAEs在大气中主要来源于工业排放、塑料制品使用和废弃物焚烧等。大气中PAEs的浓度因地区、季节和气象条件等因素而异，但普遍存在于全球范围内的大气环境中。研究表明，PAEs具有致癌、致畸、致突变等作用，对生态系统和人类健康具有潜在的危害。长期暴露于含有PAEs的环境中，可能导致人体内分泌系统紊乱，影响生殖功能和胎儿发育，增加患癌症的风险。

气态亚硝酸（HONO）是大气中重要的氮氧化物之一，也是大气羟基自由基（OH）的重要前体物。OH自由基在大气光化学反应中扮演着关键角色，是驱动对流层化学的最重要动力，其氧化能力的大小及其变化对区域污染、全球变化以及大气生态环境影响具有主导作用。HONO在大气中主要来源于光化学反应和氮氧化物与水的交互作用，不仅是氮氧化物（NOx）的中间产物，其光解还能生成OH自由基，对大气化学反应过程、臭氧生成和雾霾等问题有重要的影响。在近源地区（高NOx环境），NOx和HONO之间的相互转化，是大气活性氮的主要循环途径，其产生的OH自由基影响着大气氧化性。然而，当前对于大气中HONO主要来源的认识并不十分清楚，虽然HONO浓度常在夜间达到最大，但白天HONO也会出现意想不到的高值，且这种情况常和光照强度密切相关。

大气液相中的反应是大气化学过程的重要组成部分，许多大气污染物在液相中发生复杂的化学反应，影响着它们在大气中的迁移、转化和归宿。HONO与邻苯二甲酸酯类污染物在大气液相中的光化学反应研究尚处于起步阶段，相关的研究报道较少。深入探究这一光化学反应过程，对于揭示大气中PAEs的降解机制、评估其环境风险以及了解HONO在大气化学中的作用具有重要的科学意义。通过研究该光化学反应，可以明确HONO与PAEs在大气液相中相互作用的具体途径和产物，为建立更准确的大气化学模型提供关键参数，从而更精准地预测大气污染的演变趋势。这对于制定有效的大气污染防控策略、改善空气质量、保护生态环境和人类健康具有重要的现实意义，有助于推动环境保护工作的科学开展，实现可持续发展的目标。

1.2国内外研究现状

1.2.1HONO的研究现状

在过去几十年里，HONO在大气化学中的重要作用逐渐受到关注。研究表明，HONO是大气中OH自由基的重要前体物，其光解产生的OH自由基能够引发一系列的大气化学反应，对大气中污染物的迁移、转化和去除过程产生深远影响。在一些城市地区，HONO的光解是OH自由基的主要来源之一，对臭氧的生成和二次气溶胶的形成起着关键作用。

HONO的来源和生成机制是研究的重点领域之一。目前，已知的HONO来源包括光化学反应、氮氧化物与水的交互作用、机动车尾气排放、土壤排放以及非均相反应等。在光化学反应中，NO?在光照条件下与水分子反应可以生成HONO；在机动车尾气排放中，由于燃烧过程中产生的高温和复杂化学反应，也会释放出一定量的HONO。然而，尽管已经取得了这些研究成果，对于HONO在大气中的主要来源，特别是在不同环境条件下的来源贡献，仍然存在较大的不确定性。在某些地区，观测到的HONO浓度明显高于已知来源所能解释的水平，这表明可能存在尚未被充分认识的HONO生成途径或未知的排放源。

HONO在大气中的浓度分布受到多种因素的影响，如地理位置、气象条件、污染源分布等。在城市地区，由于工业活动、交通排放等人为污染源的集中，HONO的浓度通常较高；而在偏远地区，HONO的浓度则相对较低。气象条件如温度、湿度、光照强度和风速等，也会对HONO的生成、传输和降解过程产生显著影响。在高温、高湿和强光照条件下，HONO的光解速率加快，浓度可能会降低；而在低温、低风速的情况下，HONO可能会在局部地区积累，导致浓度升高。

1.2.2邻苯二甲酸酯类污染物的研究现状

邻苯二甲酸酯类（PAEs）污染物由于其广泛的工业应用和在环境中的普遍存在，已成为环境科学领域的研究