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5K彩票网址教师在大气化学过程研究中取得新进展

发布时间: 2020-04-29 浏览次数: 10

近日,5K彩票官网青年教师贺鹏真博士联合中国科学技术大学团队在硝酸盐的大气化学研究领域取得新进展,研究成果以“The observation of isotopic compositions of atmospheric nitrate in Shanghai China and its implication for reactive nitrogen chemistry”为题发表于《Science of the Total Environment》(Top,IF=5.589,国际SCI一区期刊)。

硝酸盐是大气中普遍存在的化学成分,其在氮的生物地球化学循环中起着重要作用。在我国灰霾发展过程中,常常伴随着硝酸盐浓度以及占PM2.5比重的双重增加,因此其通常被认为是驱动灰霾期间PM2.5快速增长的主要因素之一。在城市环境中,大气硝酸盐主要来自于其前体物NOX的转化过程,该过程包括日间的OH自由基氧化过程(NO2+OH)、夜间的O3氧化过程以及NO2的水解过程(NO2+H2O)。不同的氧化过程所产生的硝酸盐具有特定的过量17O(Δ17O)特征,因此我们可以使用Δ17O探索硝酸盐的大气化学过程。

 

1 氧同位素示踪上海硝酸盐大气化学过程。(a) 观测到的Δ17O(NO3-)日夜变化特征, (b) 基于Δ17O连续性方程计算硝酸盐大气寿命, (c) 基于Δ17O评估观测期间硝酸盐各形成途径的相对重要性。

发研究团队对2016年1-6月上海市PM2.5滤膜样品中硝酸盐的Δ17O进行了测定,现在日夜采样期间(1-3月)Δ17O呈现明显的白天高,夜间低的特点(图1a),该现象表观上与白天NO2+OH反应产生的Δ17O(NO3-)低,而夜间O3氧化过程产生的Δ17O(NO3-)高相矛盾。通过基于Δ17O连续性方程的计算,研究团队发现,该现象与硝酸盐的大气寿命(τ)有关。结果表明,当假设τ = 15小时左右时,观测值与计算值相吻合(图1b)。研究团队进一步通过Δ17O评估了观测期间硝酸盐的形成途径,发现NO2+OH和NO2+H2O贡献了硝酸盐的55-77%,这个比例在夏季更高,达到了84-92%(图1c)。作为对比,研究团队先前在北京的Δ17O观测表明,灰霾期间硝酸盐的形成受夜间O3氧化过程主导(https://doi.org/10.5194/acp-18-14465-2018)。

该研究得到贺鹏真博士参与的国家自然科学基金(91544103)资助。贺鹏真博士为论文第一作者,中国科学技术大学谢周清教授为论文通讯作者。论文全文链接:(图/贺鹏真 审核/黄润)