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                地球环境研究所揭示京津冀冬季二次有机气溶胶生成的重要途径
                2019-04-10| 编辑: | 【 】【打印】【关闭

                  近年来,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PM2.520%-90%。冬季重霾期间臭氧浓度低,大气氧化能力弱。臭氧会光解生成氢氧自由基 (OH), 传统认为OH氧化挥发性有机气体是二次有机气溶胶的主要来源,重霾期间低的臭氧浓度不利于二次有机气溶胶的生成。然而实际观测结果显示重霾期间二次有机气溶胶浓度对有机气溶胶浓度贡献可达44%-71%,这结果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。 

                  地球环境研究所李国辉研究团队利用区域气象化学耦合模式(WRF-Chem),模拟了20141月一次重霾事件过程中二次有机气溶胶的生成,模拟结果显示亚硝酸(HONO)的非均相生成过程极大地促进了二次有机气溶胶的生成。考虑HONO的非均相过程使得模拟的HONO平均浓度提高0.7ppb,与观测值更接近,模拟的二次有机气溶胶的平均浓度提高了3.3μg m-3,与观测的差异缩小到0.4μg m-3(图1)。 

                  研究团队进一步发现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%(图2)。 

                  研究揭示了冬季京津冀地区HONO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。该成果近期发表于《Atmospheric Chemistry and Physics》期刊上。 

                  论文链接:https://www.atmos-chem-phys.net/19/2343/2019/ 

                  1北京遥感所观测的HONO和二次有机气溶胶浓度(黑色点)与模式模拟考虑HONO的非均相生成过程(红线)和不考虑HONO非均相过程(蓝线)的对比。 

                  2模式模拟的一次和二次HSOA浓度及对有机气溶胶质量贡献的空间分布。 


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