挥发性有机物作为大气中化学反应的“燃料”,是臭氧和二次有机气溶胶生成不可或缺的前体物质,研究挥发性有机物及其大气化学反应对大气二次污染物生成的影响在中国具有重要意义。依托南京大学地球系统区域过程综合观测试验基地(SORPES),以痕量气体,挥发性有机物,高氧化态分子的观测为核心,结合气溶胶成分,激光雷达遥感,系留汽艇探空观测等多种观测手段以及拉格朗日粒子扩散模型,空气质量模型和化学箱体模型,本文研究了长三角西部地区挥发性有机物的浓度变化特征,及其对臭氧和二次有机气溶胶生成的影响。SORPES观测站对挥发性有机物的2年连续观测结果表明:城市郊区站的含氧挥发性有机物(OVOCs)来源较为复杂,人为源一次排放和光化学二次生成都对OVOCs的浓度有不可忽略的影响,甲醇,甲酸和乙酸是整体浓度水平最高的OVOCs,其平均浓度分别为8.48 ppb,2.81ppb和3.93 ppb;异戊二烯浓度变化特征呈现明显的季节性差异,夏季异戊二烯浓度受到生物源排放主导,日间最高浓度可达6.73ppb;冬季异戊二烯浓度受到人为排放源的影响较大,其浓度变化与甲苯存在较好的相关,但浓度仅为夏季的1/10;芳香烃类物质是观测到的最主要人为源一次排放VOCs,浓度呈现夜间高白天低的变化特征,其中甲苯的浓度最高,年平均浓度为0.71ppb。2018年夏季的观测结果表明,异戊二烯氧化对臭氧生成具有重要贡献,异戊二烯一次氧化可以贡献约10-12%的臭氧浓度。大气的甲醛与异戊二烯主要氧化产物丁烯醛&酮存在较好相关,若考虑甲醛和丁烯醛&酮氧化的贡献,异戊二烯氧化对观测站点所在区域夏季这氧的贡献可能超过20%。本研究还利用基于简化的MCM化学机制的化学箱体模型估算了国庆假日期间各类挥发挥有机物对臭氧生成的贡献,结果显示假日效应导致烷、烯烃等交通源挥发性有机物的浓度大幅上升,其对臭氧生成效率的贡献也同步升高。传输过程也是影响臭氧浓度的重要因素,本研究结合数值模型与综合观测试验,分析了残留层垂直混合与气团长距离传输对臭氧的影响,结果显示残留层垂直混合能贡献早晨30ppb/hr的臭氧增长速率,而生物质燃烧气团的长距离输送会导致下游地区臭氧浓度升高超过40ppb。中国大气具有氮氧化物的背景浓度较高,大气氧化性较强的特点。在大气化学反应过程中,多次氧化反应和NO的终止反应可能占主导,因此可以观测到大量气态高氧化态有机硝酸酯分子。城市地区能够观测到大量含有不同碳原子数量,分子饱和度,氧原子和氮原子数量均相同的高氧化态分子,PMF的结果显示这些分子具有相似的变化特征,表明它们可能由不同前体物质通过相同的化学途径生成,这一结果体现了城市大气复杂排放源与大气化学过程的共同作用。在生物源与人为源相互作用较强的长三角地区,夏季异戊二烯氧化生成的高氧化态分子中85%以上为高氧化态有机硝酸酯。对这些高氧化态分子的挥发性分析表明,71.8%以上的高氧化态分子为半挥发性有机物,是二次有机气溶胶的重要前体物质,高氧化态有机物通过凝结进入气溶胶态,可能贡献7-17%的有机气溶胶质量浓度。