臭氧和颗粒物协同控制是我国当前大气污染防治的紧迫需求。大气中臭氧主要由人为源或自然源排放的挥发性有机物和氮氧化物经光化学反应生成；颗粒物中硝酸盐和有机物也来源于氮氧化物和挥发性有机物的二次转化。因此，臭氧和颗粒物协同控制在化学原理上具有可行性。然而，我国大部分地区位于中高纬度。现有的观测发现臭氧污染通常发生在夏季，而颗粒物污染发生在冬季。只有在持续静稳、高温、高湿的不利气象条件下，偶尔出现颗粒物和臭氧“双高”的现象。因此，我国多数地区难以基于长期观测研究二者的共同污染成因。

本研究2021年7月到2022年6月在海南省开展了长期连续观测，发现臭氧和颗粒物共同污染在冬季持续发生。在污染期间，氮氧化物浓度增加使海南地区臭氧生成从氮氧化物控制区向过渡区转移，导致臭氧生成速率增加进而有利于臭氧污染发生；同时，冬季高浓度臭氧提高了海南的大气氧化性，有利于氮氧化物转化为硝酸盐。此外，在光照作用下，硝酸盐还可通过光解作用生成气态亚硝酸，进一步促进臭氧生成。通过长期高空再分析资料发现，海南地区的臭氧生成在2018年到2022年期间呈现逐年增加趋势。这是由于臭氧的生成敏感性逐年从氮氧化物控制区向过渡区转移，导致臭氧生成速率增加；臭氧生成和硝酸盐的正反馈有利于臭氧和颗粒物共同污染发生。本研究表明，氮氧化物是海南地区的臭氧和颗粒物协同控制的关键污染物，也是未来污染减排的重点。
 

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