科普 | VOCs对环境臭氧浓度有什么影响？

在全球尺度看来，人们所关心的环境臭氧主要有两个来源，O3的天然来源主要是平流层O3的注入，人为来源主要是机动车尾气等排放的NOx与VOCs等污染物反应产生。从近一百多年的时间来看，O3的浓度是逐年升高的，每年大约升高1.6%，O3环境浓度升高的原因是NOx与VOCs等污染物的浓度增加。根据VOCs等污染物的排放，环境臭氧浓度的变化呈现出一定的季节性及区域性，城市O3浓度比乡村高得多。但O3的浓度变化与VOCs的浓度变化并不呈现线性关系，通过控制VOCs来控制O3的策略实施时，需综合考虑区域中各类污染物的含量。

人为活动排放的二氧化碳、甲烷等多种温室气体以及气溶胶可以改变大气辐射收支，引起气候变化。大多数VOCs并不能显著地直接改变辐射收支。但是，VOCs和氮氧化物等在紫外光照的作用下，发生一系列光化学反应，生成臭氧、二次气溶胶等污染物，引起对流层臭氧和气溶胶增加。VOCs参与形成的气溶胶作为全球气溶胶的一部分，也具有直接的辐射效应，并且还可以通过影响云的形成、液滴尺寸及滞留时间，从而间接地影响气候，其总的效果是起降温作用。由此可见，VOCs的长期变化是可以间接地引起气候变化的。

SOA（Secondary Organic Aerosol）是细颗粒物的重要组成，它是由人类活动或者天然源直接排放的VOCs或SVOCs在大气中经过一系列的氧化、吸附、凝结等过程生成的悬浮于大气中的微粒。同一种VOCs经过氧化进而生成的SOA可能含有上百种化合物，而且不同的产物极性水平不同，目前还没有一种方法可以用来完全直接测量大气中的SOA。VOCs转化生成SOA的产率可以用参数化方法进行估算。从文献报道的结果来看，SOA的主要前体物通常包括异戊二烯、萜烯、芳香烃等，但在不同地区，这些前体物对SOA的相对贡献会有很大差别。因此控制SOA时需要从各地实际情况出发，寻找出最重要的前体物加以控制。