清華新聞網(wǎng)8月20日電（通訊員 鄧晨娟）近日，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院大氣污染與控制教研所蔣靖坤教授研究組在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)期刊《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》（Environmental Science and Technology）和英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)期刊《法拉第討論》（Faraday Discussions）上分別發(fā)表了題為“北京新粒子生成和增長(zhǎng)的季節(jié)特征”（Seasonal characteristics of new particle formation and growth in urban Beijing）和“城市環(huán)境中納米顆粒物生成與增長(zhǎng)：背景氣溶膠的影響”（Formation and growth of sub-3 nm particles in megacities: impacts of background aerosols）的研究論文。論文第一作者為環(huán)境學(xué)院直博生鄧晨娟。論文合作單位包括赫爾辛基大學(xué)、北京化工大學(xué)、南京信息工程大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)和南京大學(xué)等。
新粒子生成是指大氣中氣態(tài)分子通過(guò)均相成核形成高濃度的納米顆粒物，之后通過(guò)冷凝等作用繼續(xù)增長(zhǎng)的過(guò)程。增長(zhǎng)后的新粒子可作為云凝結(jié)核影響全球氣候，也有研究報(bào)道新粒子生成和增長(zhǎng)會(huì)影響空氣質(zhì)量。新粒子生成現(xiàn)象普遍存在，從清潔的森林大氣環(huán)境到污染的城市大氣環(huán)境，均有新粒子頻繁生成現(xiàn)象的報(bào)道。在污染的城市大氣環(huán)境中，背景氣溶膠濃度通常較高，使得大氣中的氣態(tài)分子和新生成的納米顆粒物容易被其去除。盡管存在高濃度背景氣溶膠的抑制作用，在污染城市大氣環(huán)境中仍舊觀(guān)測(cè)到了頻繁的高強(qiáng)度新粒子生成現(xiàn)象，揭示其機(jī)制及影響因素具有重要意義。
城市大氣環(huán)境中背景氣溶膠對(duì)新粒子生成的影響
北京新粒子生成速率季節(jié)變化及溫度的影響
團(tuán)隊(duì)通過(guò)長(zhǎng)期的大氣觀(guān)測(cè)以及氣溶膠動(dòng)力學(xué)理論分析，發(fā)現(xiàn)北京、上海和南京等特大城市具有較高的背景氣溶膠濃度和氣態(tài)前體物硫酸濃度，其納米顆粒物生成速率顯著高于清潔大氣環(huán)境；而高濃度背景氣溶膠的去除作用會(huì)抑制硫酸、有機(jī)胺等氣態(tài)分子、分子團(tuán)簇和新生成納米顆粒物的存活，降低其濃度和大氣停留時(shí)間，進(jìn)而成為城市大氣環(huán)境中新粒子生成事件是否發(fā)生的主控因素。但是，經(jīng)典成核理論將蒸發(fā)過(guò)程作為主要的限速步驟，忽視了背景氣溶膠的重要影響。此外，研究發(fā)現(xiàn)溫度是引起北京新粒子生成頻率和強(qiáng)度呈現(xiàn)顯著季節(jié)變化的主控因素。溫度越高，新粒子生成關(guān)鍵酸堿團(tuán)簇的蒸發(fā)速率越大，進(jìn)而導(dǎo)致在溫度最高的夏季時(shí)新粒子生成速率最低?？紤]到不同大氣環(huán)境溫度的顯著變化，該發(fā)現(xiàn)可能會(huì)對(duì)全球有著廣泛的影響。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)提出在污染城市大氣環(huán)境中評(píng)估新粒子生成的生長(zhǎng)速率和增長(zhǎng)速率等主要參數(shù)時(shí)，需正確地考慮背景氣溶膠的影響。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1021/acs.est.0c00808
https://doi.org/10.1039/D0FD00083C
供稿：環(huán)境學(xué)院
編輯：李華山
審核：程曦
