大气新粒子生成（New Particle Formation, NPF）是由气态污染物（如SO₂、VOCs等）最初形成颗粒物的初始过程，它是大气中气溶胶的重要来源。大气新粒子生成和随后的生长过程是环境空气污染的关键贡献因子，同时对全球气候变化及人体健康具有重要的影响。然而，当前国内外对大气新粒子生成和生长的影响机制仍存在明显不足。关中平原一直是我国大气颗粒物污染最严重的地区之一，不仅受到其西北区域粉尘传输的显著影响，同时局地工业来源、机动车辆和农村生物质燃烧的排放贡献尤为重要。但是目前对关中区域大气新粒子生成的研究相对较少，且几乎未有研究关注该区域自由对流层大气气溶胶数浓度分布及粒径变化，导致对其NPF事件发生和发展的因素以及潜在化学机制的认识十分薄弱。

基于此，中国科学院地球环境研究所气溶胶理化过程及环境效应团队于2020年夏季在关中平原华山地区和西安市区开展了大气环境综合观测研究，同时观测了华山山顶（海拔约2065 m）和西安气溶胶数浓度、粒径分布和NPF事件的发生发展，结果显示：（1）西安市和华山的总颗粒物数浓度日变化存在差异，表明影响因子存在差异。西安市在不同时间尺度和气象条件下的粒径分布存在差异，而华山的变化不大。华山的这种稳定性归因于其更清洁的背景大气和从自由对流层大气更大粒径的老化颗粒的稳定流入。（2）在这两个地区，几何平均直径（GMDs）与颗粒数浓度成反比，表明颗粒数的增加主要是由于产生了更小的颗粒。（3）城市站和高山站之间NPF事件的潜在控制因素有所不同。在城市地区，强烈的局地固定和移动排放源促进了新形成的纳米颗粒生长，臭氧氧化的可冷凝蒸汽是关键前体物。而在高山地区，NPF过程受远距离传输人为前体物和局地排放生物源有机物的共同影响。本研究对关中地区新粒子形成发生发展的潜在因素及化学机制提供了新的科学认识。

该成果2024年9月28日在线发表于环境化学领域著名期刊《Science of The Total Environment》，第一作者刘海娇助理研究员，通讯作者为李建军研究员。研究受到国家自然科学基金委、黄土与第四纪地质国家重点实验室及中国科学院战略性先导科技专项等的共同支持。

全文详见H. Liu, S. Niu , Y. Chen, W. Dai, Y. Liu, M. Shen, X. Guo, W. Qi, Y. Zhang, L. Li, Y. Jiang, Q. Wanga, J. Li*, Comparison of aerosol number size distribution and new particle formation in summer at alpine and urban regions in the Guanzhong Plain, Northwest China, 2024, 176601. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.176601

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969724067573?via%3Dihub

图1. 华山山顶采样期间数浓度分布、风速、风向、温度、相对湿度、气压、降水、CO，SO₂，O₃和NH₃浓度的时间序列。黑点表示粒子平均几何直径。

图2. 西安(红色)和华山(蓝色)，及其白天(空心三角形)和夜间(实形三角形)，晴天(空心方形)和阴雨天(实形方形)的平均粒径分布。