芳香烃氧化生成的二次有机气溶胶(SOA)是城市大气中细颗粒物(PM2.5)的重要组成部分，对空气质量，能见度和人类健康具有很大的影响。因此，深入认识芳香烃及其生成二次有机气溶胶的大气化学过程，对于更清楚的认识重污染及灰霾的来源，同时也对灰霾的控制具有极其重要的借鉴意义。本文聚焦于芳香烃的大气过程及其生成SOA的光学性质，开发了用于研究该过程的仪器设备，观测研究了实际大气中芳香烃的来源及转化，研究了典型芳香烃生成SOA的光学性质，并探讨了非均相过程对SOA理化性质的影响。　　本研究主要内容包括：⑴用于研究二次有机气溶胶光学性质的新仪器手段的开发与应用。开发了可控温混合光源双反应器烟雾箱，用于更精确的模拟不同温湿度、光照和污染物浓度条件下有机物的大气氧化过程。利用该烟雾箱研究了光源对丙烯气相氧化机理的影响，发现相对于传统的黑光灯光源，所采用的多重光源所得到的结果可以与模型更好的匹配。进行了间二甲苯光氧化的初步实验，发现该烟雾箱可用于模拟SOA的生成过程，并可以通过不同初始浓度的对比实验找寻不同物种对反应过程的影响。初步开发了宽波段可调谐光腔衰荡光谱，应用于研究紫外和可见波段范围内气溶胶的光学性质。⑵挥发性有机物(VOCs)的外场观测。为了研究减排措施对VOCs和其生成的SOA的影响，亚太经合组织(APEC)峰会期间，在会址附近进行了VOCs的在线观测。所研究的十几种有机物除了芳香烃外，还包括生物源VOCs(BVOCs)、含氧VOCs(OVOCs)等。对VOCs进行了源解析，并分析了减排措施对于不同污染物浓度和污染源的影响。所解析出的5个来源中，在污染时段，机动车+燃料、溶剂和生物质燃烧三个来源的贡献高达70％～90％，二次源也占有一定比例，而生物源+长寿命物种的比例很小;但生物源+长寿命物种在清洁时段起主导作用。发现芳香烃主导了SOA的生成量，并且发现区域的联防联控对于VOCs浓度以及其SOA生成量的降低具有重要作用。⑶典型芳香烃生成SOA的光学性质研究。研究了苯、甲苯、乙苯和间二甲苯光氧化所生成SOA的光散射和光吸收，考察了反应物浓度、NOx浓度、反应时间等条件对于SOA光学性质的影响，并将实验值与模型值进行了比较。研究表明，它们的复折射率与初始NOx浓度有密切的关系，而且不同的前体物表现出不同规律。对苯和甲苯SOA来说，复折射率随着NOx浓度的升高而增大;而对乙苯和间二甲苯SOA来说，复折射率随着NOx浓度的升高而减小。这是由于不同的分子结构、反应性和RO2+NO途径的比例所导致的。复折射率随着NOx浓度变化的波动说明，模型中使用单一的复折射率不能精确的模拟有机气溶胶辐射效应。而且，与实验值相比，现有的模型高估了有机气溶胶的复折射率，从而在一定程度上高估了它们的直接辐射强迫。⑷非均相过程对SOA化学组成和光学性质的影响。研究了在种子气溶胶或水分存在条件下，非均相过程对间二甲苯SOA复折射率的影响，利用先进的质谱手段对颗粒物的化学成分进行了检测，并将光学性质与颗粒物的分子组成建立了关联。所考察的非均相过程主要有两个:非均相凝结（气-粒分配）和液相反应。研究发现，种子的存在促进了气-粒分配，增大了高挥发性物质的比例，从而降低了SOA的折射率;水分的存在使液相反应成为可能，并产生了高分子量的低聚物，从而大幅度的提高了SOA的折射率。发现在考虑高湿条件下所发生的液相反应之后，间二甲苯SOA的消光效率会增大20％～130％。这是首次定量的给出非均相反应和低聚物对于SOA复折射率和消光效率的影响。这些结果对评估SOA对城市灰霾爆发性增长和全球辐射平衡的影响具有重要意义。