在氧化性大气环境中，人为活动排放到大气中的污染物，会发生类似于人体排异反应的现象，被各种氧化剂氧化为二次污染物并逐渐从大气中去除。因此，对大气氧化性的理解和认识对于大气污染控制和治理有重要意义。大气氧化性是国际大气污染协同控制领域的核心科学问题之一。目前，对大气污染的研究多侧重于大气污染物浓度变化及其相互转化的分析，对大气氧化性与大气污染的关系研究较少。 

　　中国科学院西北生态环境资源研究院科研团队利用2020-2021年兰州市SO₂、SO₄^2-、NO₂、NO₃^-、CO、O₃、PM_1.0、PM_2.5和PM₁₀浓度逐小时数据、同期气象观测数据以及NCEP再分析数据，分析了兰州市大气污染物浓度时序变化特征及其大气场背景，探讨了重污染天气污染物来源及浓度变化的可能原因，阐明了大气氧化性影响大气颗粒物二次生成的机理。研究表明，大气氧化性对大气颗粒物二次生成具有阈值效应。当大气氧化剂浓度较低（MDA8 O₃ ≤100 g/m³）时，大气挥发性有机物和其他前体物的氧化过程更易实现，产生更多的二次气溶胶，促进了二次颗粒物的形成（图1）；当大气氧化剂浓度大于160 g/m³时，二次生成颗粒物占比低于一次排放颗粒物浓度的占比；大气总体氧化剂O_x（O_x=O₃+NO₂）与硫转化率（SOR）、氮转化率（NOR）呈负相关，表明O_x浓度过高会抑制SO₂和NO₂的生成速率；兰州上空高压脊长时间维持，使得地面风速减小，削弱了近地面污染物的输送与扩散（图2）；兰州PM_2.5污染源主要是河西走廊地区，PM₁₀污染源主要位于兰州东南地区（图3）。该工作加深了对大气氧化性影响大气污染形成机理的认识，为大气污染协同控制和生态环境保护与治理提供了新的科学支撑。 

　　该成果分别以 Influence of Atmospheric Oxidation Capacity on Atmospheric Particulate Matters Concentration in Lanzhou 为题发表于Science of the Total Environment、以 The pattern and mechanism of an unhealthy air pollution event in Lanzhou, China 为题发表于Urban Climate。西北研究院博士生周惜荫为论文第一作者，高晓清研究员为论文通讯作者。该研究获中国科学院青年创新促进会优秀会员“盆地空气污染气象学”、甘肃省杰青基金“兰州重污染天气大气环境特征与应急策略研究”共同资助。

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图2 2021年3月15日~18日500hPa位势高度场 

（a）~（d）、地面气压场（e）~（h）和10 m 风场（i）~（l） 

图3 兰州市一次重污染事件颗粒物（PM₁₀、PM_2.5）来源分析 

（a）、（c）：PM_2.5 （b）、（d）：PM₁₀ 

（a）、（b）：WPSCF分析 （c）、（d）：WCWT分析