清華新聞網(wǎng)8月23日電（通訊員 殷茹靜）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大氣顆粒物成因研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展。研究通過(guò)測(cè)量北京典型大氣新粒子生成過(guò)程中中性團(tuán)簇和離子團(tuán)簇的化學(xué)組分，并結(jié)合煙霧箱實(shí)驗(yàn)結(jié)果和量子化學(xué)計(jì)算結(jié)果，揭示了城市大氣環(huán)境中的團(tuán)簇特征及其同新粒子生成的關(guān)系。
新粒子生成是指大氣中的氣態(tài)分子通過(guò)均相成核形成顆粒物的過(guò)程，是大氣顆粒物的重要來(lái)源之一。氣態(tài)分子之間相互結(jié)合首先形成分子團(tuán)簇，其中穩(wěn)定的分子團(tuán)簇會(huì)進(jìn)一步增長(zhǎng)形成更大粒徑的顆粒物。因此，關(guān)鍵分子團(tuán)簇的形成是新粒子生成的初始步驟，研究團(tuán)簇的化學(xué)組分對(duì)揭示新粒子生成過(guò)程及參與的氣態(tài)前體物有著重要的意義。
城市大氣環(huán)境下酸堿團(tuán)簇中有機(jī)胺和氨氣的比例隨團(tuán)簇粒徑的變化
研究發(fā)現(xiàn)，在北京秋、冬季節(jié)的新粒子生成期間，新生成的團(tuán)簇主要由硫酸、有機(jī)胺和氨氣分子組成，而在一些清潔大氣環(huán)境發(fā)揮作用的高氧化有機(jī)物參與較少。同時(shí)，研究觀(guān)測(cè)到在團(tuán)簇粒徑增大的過(guò)程中，氨氣在團(tuán)簇中所占比例逐漸增加，有機(jī)胺的占比則逐漸減少。此外，研究利用平均堿基個(gè)數(shù)這一指標(biāo)量化并對(duì)比了城市大氣、清潔大氣和煙霧箱實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的酸堿團(tuán)簇的化學(xué)組分，發(fā)現(xiàn)北京大氣離子酸堿團(tuán)簇中有機(jī)胺的平均分子個(gè)數(shù)低于所報(bào)道的煙霧箱實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的硫酸-二甲胺團(tuán)簇的平均堿基個(gè)數(shù)。這表明，在北京的典型大氣環(huán)境下，除二甲胺外，氨氣等其它堿性分子也在團(tuán)簇的生長(zhǎng)過(guò)程中起著作用，特別是對(duì)于粒徑較大的團(tuán)簇。
上述研究成果以“北京城市大氣新粒子生成中的酸堿團(tuán)簇”（Acid-base clusters during atmospheric new particle formation in urban Beijing）為題發(fā)表在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)期刊《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》（Environmental Science & Technology）上。論文的第一作者為環(huán)境學(xué)院直博生殷茹靜，論文的通訊作者為蔣靖坤教授。論文合作單位包括赫爾辛基大學(xué)、北京化工大學(xué)、大連理工大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、南京信息工程大學(xué)和東芬蘭大學(xué)等。研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金和三星全球研究項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)支持。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1021/acs.est.1c02701
供稿：環(huán)境學(xué)院
編輯：李華山
審核：呂婷
