Microalgae have high potential to remove inorganic nutrients from wastewater and to produce biodiesel. Effects of nitrogen and phosphorus concentrations on growth, nutrient uptake, and lipid accumulation of a freshwater microalga Scenedesmus sp. LX1 were studied. Scenedesmus sp. LX1's growth was in accordance with the Monod model. The following Monod parameters were obtained: the N- and P-saturated maximum growth rate was 2.21 x 10(6) cells m L(-1)d(-1), and the half-saturation constants of N and P uptake were 12.1 mg L(-1) and 0.27 mg L(-1), respectively. In the nitrogen/phosphorus ratio of 5:1-12:1, 83-99% nitrogen and 99% phosphorus could be removed. In conditions of nitrogen (2.5 mg L(-1)) or phosphorus (0.1 mg L(-1)) limitation, Scenedesmus sp. LX1 could accumulate lipids to as high as 30% and 53%, respectively, of its algal biomass. The lipid productivity/unit volume of culture, however, was not enhanced. Further research should be made on how to enhance both lipid content and lipid productivity.

Going Faster The concentrations of most tropospheric pollutants and trace gases are kept in check by their reactions with hydroxyl radicals (OH). OH is a short-lived, highly reactive species that is produced in the atmosphere by photochemical processes, and regenerated in the chain of chemical reactions that follows the oxidative destruction of those molecules. These regeneration mechanisms were thought to be fairly well understood, but now Hofzumahaus et al. (p. 1702 , published online 4 June) present evidence of a pathway not previously recognized. In a study of atmospheric composition in the Pearl River Delta, a highly polluted region of China, greatly elevated OH concentrations were observed without the correspondingly high levels of ozone expected from current models. Thus, OH concentrations may be augmented by a process that speeds the regeneration of OH without producing ozone.

Microalgal lipid is a promising feedstock for biodiesel production. Effect of cultivation temperature on the growth and lipid accumulation properties of a freshwater microalga Scenedesmus sp. LX1 was studied. Scenedesmus sp. LX1 could grow in a wide range of temperature (10 ∼ 30 °C), and the growth activation energy was 49.3 kJ·mol−1. The optimal temperature to produce microalgal biomass and lipid was 20 °C, and after 15 days of batch cultivation the productivities of 313.3 g biomass·(g P)−1, 112 g lipid (g P)−1 and 14.7 g TAGs·(g P)−1 were obtained. The content of polyunsaturated fatty acids decreased with the increase of cultivation temperature. The reactive oxygen species (ROS) levels at 10 °C and 20 °C were higher than that under higher temperature. For the first time the cultivation temperature, ROS level, specific growth rate and lipid content per microalgal biomass were correlated together.

Abstract. A comprehensive field campaign was carried out in summer 2014 in Wangdu, located in the North China Plain. A month of continuous OH, HO2 and RO2 measurements was achieved. Observations of radicals by the laser-induced fluorescence (LIF) technique revealed daily maximum concentrations between (5–15) × 106 cm−3, (3–14) × 108 cm−3 and (3–15) × 108 cm−3 for OH, HO2 and RO2, respectively. Measured OH reactivities (inverse OH lifetime) were 10 to 20 s−1 during daytime. The chemical box model RACM 2, including the Leuven isoprene mechanism (LIM), was used to interpret the observed radical concentrations. As in previous field campaigns in China, modeled and measured OH concentrations agree for NO mixing ratios higher than 1 ppbv, but systematic discrepancies are observed in the afternoon for NO mixing ratios of less than 300 pptv (the model–measurement ratio is between 1.4 and 2 in this case). If additional OH recycling equivalent to 100 pptv NO is assumed, the model is capable of reproducing the observed OH, HO2 and RO2 concentrations for conditions of high volatile organic compound (VOC) and low NOx concentrations. For HO2, good agreement is found between modeled and observed concentrations during day and night. In the case of RO2, the agreement between model calculations and measurements is good in the late afternoon when NO concentrations are below 0.3 ppbv. A significant model underprediction of RO2 by a factor of 3 to 5 is found in the morning at NO concentrations higher than 1 ppbv, which can be explained by a missing RO2 source of 2 ppbv h−1. As a consequence, the model underpredicts the photochemical net ozone production by 20 ppbv per day, which is a significant portion of the daily integrated ozone production (110 ppbv) derived from the measured HO2 and RO2. The additional RO2 production from the photolysis of ClNO2 and missing reactivity can explain about 10 % and 20 % of the discrepancy, respectively. The underprediction of the photochemical ozone production at high NOx found in this study is consistent with the results from other field campaigns in urban environments, which underlines the need for better understanding of the peroxy radical chemistry for high NOx conditions.

Abstract. Ambient OH and HO2 concentrations were measured by laser induced fluorescence (LIF) during the PRIDE-PRD2006 (Program of Regional Integrated Experiments of Air Quality over the Pearl River Delta, 2006) campaign at a rural site downwind of the megacity of Guangzhou in Southern China. The observed OH concentrations reached daily peak values of (15–26) × 106 cm−3 which are among the highest values so far reported for urban and suburban areas. The observed OH shows a consistent high correlation with j(O1D) over a broad range of NOx conditions. The correlation cannot be reproduced by model simulations, indicating that OH stabilizing processes are missing in current models. The observed OH exhibited a weak dependence on NOx in contrast to model predictions. While modelled and measured OH agree well at NO mixing ratios above 1 ppb, a continuously increasing underprediction of the observed OH is found towards lower NO concentrations, reaching a factor of 8 at 0.02 ppb NO. A dependence of the modelled-to-measured OH ratio on isoprene cannot be concluded from the PRD data. However, the magnitude of the ratio fits into the isoprene dependent trend that was reported from other campaigns in forested regions. Hofzumahaus et al. (2009) proposed an unknown OH recycling process without NO, in order to explain the high OH levels at PRD in the presence of high VOC reactivity and low NO. Taking a recently discovered interference in the LIF measurement of HO2 into account, the need for an additional HO2 → OH recycling process persists, but the required source strength may be up to 20% larger than previously determined. Recently postulated isoprene mechanisms by Lelieveld et al. (2008) and Peeters and Müller (2010) lead to significant enhancements of OH expected for PRD, but an underprediction of the observed OH by a factor of two remains at low NO (0.1–0.2 ppb). If the photolysis of hydroperoxy aldehydes from isoprene is as efficient as proposed by Peeters and Müller (2010), the corresponding OH formation at PRD would be more important than the primary OH production from ozone and HONO. While the new isoprene mechanisms need to be confirmed by laboratory experiments, there is probably need for other, so far unidentified chemical processes to explain entirely the high OH levels observed in Southern China.

Abstract. Total atmospheric OH reactivities (kOH) have been measured as reciprocal OH lifetimes by a newly developed instrument at a rural site in the densely populated Pearl River Delta (PRD) in Southern China in summer 2006. The deployed technique, LP-LIF, uses laser flash photolysis (LP) for artificial OH generation and laser-induced fluorescence (LIF) to measure the time-dependent OH decay in samples of ambient air. The reactivities observed at PRD covered a range from 10 s−1 to 120 s−1, indicating a large load of chemical reactants. On average, kOH exhibited a pronounced diurnal profile with a mean maximum value of 50 s−1 at daybreak and a mean minimum value of 20 s−1 at noon. The comparison of reactivities calculated from measured trace gases with measured kOH reveals a missing reactivity of about a factor of 2 at day and night. The reactivity explained by measured trace gases was dominated by anthropogenic pollutants (e.g., CO, NOx, light alkenes and aromatic hydrocarbons) at night, while it was strongly influenced by local, biogenic emissions of isoprene during the day. Box model calculations initialized by measured parameters reproduce the observed OH reactivity well and suggest that the missing reactivity is contributed by unmeasured, secondary chemistry products (mainly aldehydes and ketones) that were photochemically formed by hydrocarbon oxidation. Overall, kOH was dominated by organic compounds, which had a maximum contribution of 85% in the afternoon. The paper demonstrates the usefulness of direct reactivity measurements, emphasizes the need for direct measurements of oxygenated organic compounds in atmospheric chemistry studies, and discusses uncertainties of the modelling of OVOC reactivities.

Abstract. Measurements of ambient OH and HO2 radicals were performed by laser induced fluorescence (LIF) during CAREBeijing2006 (Campaigns of Air Quality Research in Beijing and Surrounding Region 2006) at the suburban site Yufa in the south of Beijing in summer 2006. On most days, local air chemistry was influenced by aged air pollution that was advected by a slow, almost stagnant wind from southern regions. Observed daily concentration maxima were in the range of (4–17) × 106 cm−3 for OH and (2–24) × 108 cm−3 for HO2 (including an estimated interference of 25% from RO2). During daytime, OH reactivities were generally high (10–30 s−1) and mainly contributed by observed VOCs and their calculated oxidation products. The comparison of modelled and measured HOx concentrations reveals a systematic underprediction of OH as a function of NO. A large discrepancy of a factor 2.6 is found at the lowest NO concentration encountered (0.1 ppb), whereas the discrepancy becomes insignificant above 1 ppb NO. This study extends similar observations from the Pearl-River Delta (PRD) in South China to a more urban environment. The OH discrepancy at Yufa can be resolved, if NO-independent additional OH recycling is assumed in the model. The postulated Leuven Isoprene Mechanism (LIM) has the potential to explain the gap between modelled and measured OH at Beijing taking into account conservative error estimates, but lacks experimental confirmation. This and the hereby unresolved discrepancy at PRD suggest that other VOCs besides isoprene might be involved in the required, additional OH recycling. Fast primary production of ROx radicals up to 7 ppb h−1 was determined at Beijing which was dominated by the photolysis of O3, HONO, HCHO, and dicarbonyls. For a special case, 20 August, when the plume of Beijing city was encountered, a missing primary HOx source (about 3 ppb h−1) was determined under high NOx conditions similar to other urban areas like Mexico City. CAREBeijing2006 emphasizes the important role of OVOCs as a radical source and sink, and the need for further investigation of the chemical degradation of VOCs in order to better understand radical chemistry in VOC-rich air.

Abstract. The first wintertime in situ measurements of hydroxyl (OH), hydroperoxy (HO2) and organic peroxy (RO2) radicals (ROx=OH+HO2+RO2) in combination with observations of total reactivity of OH radicals, kOH in Beijing are presented. The field campaign “Beijing winter finE particle STudy – Oxidation, Nucleation and light Extinctions” (BEST-ONE) was conducted at the suburban site Huairou near Beijing from January to March 2016. It aimed to understand oxidative capacity during wintertime and to elucidate the secondary pollutants' formation mechanism in the North China Plain (NCP). OH radical concentrations at noontime ranged from 2.4×106cm-3 in severely polluted air (kOH∼27s-1) to 3.6×106cm-3 in relatively clean air (kOH∼5s-1). These values are nearly 2-fold larger than OH concentrations observed in previous winter campaigns in Birmingham, Tokyo, and New York City. During this campaign, the total primary production rate of ROx radicals was dominated by the photolysis of nitrous acid accounting for 46 % of the identified primary production pathways for ROx radicals. Other important radical sources were alkene ozonolysis (28 %) and photolysis of oxygenated organic compounds (24 %). A box model was used to simulate the OH, HO2 and RO2 concentrations based on the observations of their long-lived precursors. The model was capable of reproducing the observed diurnal variation of the OH and peroxy radicals during clean days with a factor of 1.5. However, it largely underestimated HO2 and RO2 concentrations by factors up to 5 during pollution episodes. The HO2 and RO2 observed-to-modeled ratios increased with increasing NO concentrations, indicating a deficit in our understanding of the gas-phase chemistry in the high NOx regime. The OH concentrations observed in the presence of large OH reactivities indicate that atmospheric trace gas oxidation by photochemical processes can be highly effective even during wintertime, thereby facilitating the vigorous formation of secondary pollutants.

Abstract. We performed measurements of nitrous acid (HONO) during the PRIDE-PRD2006 campaign in the Pearl River Delta region 60 km north of Guangzhou, China, for 4 weeks in June 2006. HONO was measured by a LOPAP in-situ instrument which was setup in one of the campaign supersites along with a variety of instruments measuring hydroxyl radicals, trace gases, aerosols, and meteorological parameters. Maximum diurnal HONO mixing ratios of 1–5 ppb were observed during the nights. We found that the nighttime build-up of HONO can be attributed to the heterogeneous NO2 to HONO conversion on ground surfaces and the OH + NO reaction. In addition to elevated nighttime mixing ratios, measured noontime values of ≈200 ppt indicate the existence of a daytime source higher than the OH + NO→HONO reaction. Using the simultaneously recorded OH, NO, and HONO photolysis frequency, a daytime additional source strength of HONO (PM) was calculated to be 0.77 ppb h−1 on average. This value compares well to previous measurements in other environments. Our analysis of PM provides evidence that the photolysis of HNO3 adsorbed on ground surfaces contributes to the HONO formation.

On a Zeppelin Nitrous acid (HONO) is an important atmospheric trace gas that acts as a precursor of tropospheric hydroxyl-radicals (OH), which is responsible for the self-cleansing capacity of the atmosphere and which also controls the concentrations of greenhouse gases, such as methane and ozone. How HONO is made is a mystery. Flying onboard a Zeppelin over the Po Valley in Northern Italy, Li et al. (p. 292 ) discovered HONO in the undisturbed morning troposphere, indicating that HONO must be produced there, rather than mixed from the surface. The high HONO concentrations are likely to have been formed by a light-dependent gas-phase source that probably consumed OH or HO2 radicals, which hints that the impact of HONO on the abundance of OH in the entire troposphere may be substantially overestimated.