地球环境研究所等首次发现二次有机气溶胶(SOA)对重灰霾污染PM2.5的定量贡献
英国《nature》杂志10月9日正式发表了地球环境研究所和瑞士保罗谢勒(PSI)研究所等联合发表的研究论文《High secondary aerosol contribution to particulate pollution during haze events in China》,揭示了二次气溶胶特别是二次有机气溶胶(Secondary Organic Aerosol,SOA)对严重灰霾事件中PM2.5浓度的重要贡献。
该研究以2013年1月全国大范围发生的重灰霾污染事件为例,通过对北京、上海、广州和西安四个城市大气环境的同步观测,全面分析了PM2.5中各种无机和有机化学组分,首次采用新开发的离线高分辨率飞行时间气溶胶质谱(offline HR-TOF-AMS)方法实现空间尺度上PM2.5中有机气溶胶质谱指纹的表征。第一次采用ME2(Multilinear Engine)新方法,并结合PMF(Positive Matrix Factorization)、CMB(Chemical Mass Balance)等源解析方法,联合标志物、离线气溶胶质谱指纹信息和放射性14C数据,精确解析了重霾期间PM2.5各主要来源的定量贡献。
2013年1月重霾污染期间北京、上海、广州和西安PM2.5化学组成与来源解析
论文在国内外上首次发现我国重霾污染中SOA的定量贡献:二次气溶胶对PM2.5和有机气溶胶浓度的平均贡献分别为30-77%和44-71%;发现SOA(主要指大气中各种化学反应形成的有机物,平均占PM2.5质量浓度的27%)与二次无机气溶胶(主要由硫酸盐、硝酸盐和铵盐等无机成分组成,平均占PM2.5质量浓度的31%)具有相近的贡献度。这与燃煤和生物质燃烧排放的大量二次气溶胶前体物(特别是挥发性有机物,VOCs)密切相关。
论文成果将加深对我国灰霾污染成因与来源的科学理解,对正在开展的全国大中城市PM2.5来源解析工作提供新思路与新方法,为未来制定控制政策和治理措施提供依据。减轻重灰霾污染应该特别注意减少气溶胶前体物的排放,如化石燃料或者生物质燃烧排放的各种气态前体物,同时也要控制一次气溶胶的排放。
该论文是国内空气污染方面的成果首次在《nature》杂志上以研究通讯(letter)的形式报道。
该论文第一作者为Huang Rujin博士,通讯作者为曹军骥研究员和Andre S. H. Prevot博士。该研究得到欧盟FP7、瑞士自然科学基金以及国家自然基金委和中科院先导项目等资助。
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