研究亮点 正式出版 版本 4 Vol 10 (2) : 211-212 2019
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亚硝酸及居民取暖做饭燃烧对京津冀冬季二次有机气溶胶生成的重要贡献
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: 2019 - 03 - 11
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近年来,我国京津冀地区重霾事件频发,呈现污染程度重,范围广,持续时间长的特点,引发公众的广泛关注及讨论。有机气溶胶是PM2.5重要的组成成分,质量可占PM2.5的20% — 90%。有机气溶胶主要由一次和二次有机气溶胶组成。二次有机气溶胶由大气中挥发性有机气体经过复杂的化学氧化过程或含羰基化合物的液相吸收过程生成。二次有机气溶胶是PM2.5重要的化学组分,我国北方严重雾霾发生时二次有机气溶胶浓度最高可达60 μg ∙ m−3。臭氧会光解生成氢氧自由基 (OH),OH是白天挥发性有机气体氧化生成二次有机气溶胶最主要的氧化剂。冬季雾霾期间臭氧浓度低,不利于二次有机气溶胶的生成,而观测到的雾霾期间高二次有机气溶胶浓度说明可能有其他途径促进重霾期间二次有机气溶胶的生成。到的雾霾期间高二次有机气溶胶浓度说明可能有其他途径促进重霾期间二次有机气溶胶的生成。
中科院地环所李国辉研究员团队基于区域气象化学耦合模式WRF-Chem的模拟结果显示亚硝酸 (HONO) 的非均相生成过程会使得北京遥感与数字地球研究所观测站点模拟的HONO平均浓度增加0.7 ppb,更多的HONO会光解生成更多的OH,从而使得北京遥感与数字地球研究所观测站点模拟的二次有机气溶胶平均浓度提高3.3 μg ∙ m−3,更接近于观测结果。HONO的非均相生成过程使得京津冀地区二次有机气溶胶平均浓度提高了46.3%。
模拟结果进一步显示由乙二醛和甲基乙二醛气体的液相不可逆吸收过程生成的二次有机气溶胶(HSOA)对有机气溶胶的浓度贡献可从非雾霾期间的8.5%上升到雾霾期间的30.2%,显示其也是重霾期间二次有机气溶胶的重要生成途径之一。乙二醛和甲基乙二醛气体的来源主要由一次居民燃烧直接排放和其他有机气体氧化二次生成。模拟结果显示一次居民燃烧直接排放的乙二醛和甲基乙二醛是HSOA的主要来源,占总有机气溶胶的25.5%,而由其他有机气体氧化生成的乙二醛和甲基乙二醛对有机气溶胶的贡献仅有2.1%。
该成果以《Wintertime secondary organic aerosol formation in Beijing–Tianjin–Hebei (BTH): contributions of HONO sources and heterogeneous reactions》为题于2019-02-22发表在《Atmospheric Chemistry and Physics》杂志。研究结果揭示了冬季京津冀地区亚硝酸的非均相生成过程及由居民燃烧直接排放的乙二醛和甲基乙二醛对重霾期间二次有机气溶胶生成的重要贡献。该工作得到科技部重点研发计划(2017YFC0210000)、国家自然科学基金项目(41807310,41661144020)、陕西省博士后基金(2017BSHEDZZ61)的支持。
稿件与作者信息
李国辉
ligh@ieecas.cn
邢 莉
xingli@ieecas.cn
出版历史
出版时间: 2019年3月11日 (版本4
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地球环境学报
Journal of Earth Environment