实验室研究进展(JGR)：利用硝酸盐双同位素和化学模型区分城市硝酸盐气溶胶形成途径

硝酸盐是大气无机气溶胶的重要组成成份之一，主要由OH基和O₃氧化形成，对中国的灰霾形成产生重要的影响。近日，东华理工大学江西省大气污染成因与控制重点实验室在中国东南城市大气气溶胶硝酸盐形成路径及其贡献方面取得了重要进展，相关成果发表在《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》。

本研究主要利用南昌大气气溶胶硝酸盐的氮氧同位素数据及光化学模型模拟结果计算南昌秋冬季硝酸盐主要三个路径的贡献并讨论了不同大气氧化能力情况下的NO_x氧化机制。计算结果表明，OH氧化贡献为(37.1±33.4)%，N₂O₅水解贡献为(60.3±32.2)%，及碳氢化合物反应贡献为(2.6±2.7)%。因为在夏季大气含有高浓度的OH和O₃，大气具有很强的氧化性，人为与自然排放的NO很快氧化成NO₂，进一步被OH氧化成HNO₃ (图中阶段Ⅰ)，并通过大气湿沉降等快速去除。OH和O₃浓度在冬季快速降低，但OH浓度下降速度更快，导致O₃/OH比增加，导致N₂O₅水解形成硝酸盐贡献增加(图中阶段Ⅱ)。而在夏季与冬季的过渡时期，由于大气氧化能力仍然较强，会导致增加NO₃基的积累，并与人为排放的饱和烃类等挥发性有机化合物发生摘氢反应形成硝酸盐(图中阶段Ⅲ)。理解大气硝酸盐的形成过程，将有助于中国灰霾政策制定提供一定科学依据。

文章信息：Hong-Wei Xiao, Ren-Guo Zhu, Yuan-Yuan Pan, Wei Guo, Neng-Jian Zheng, Yong-Hui Liu, Cheng Liu, Zhong-Yi Zhang, Jing-Feng Wu, Chang-An Kang, Li Luo, Hua-Yun Xiao. 2020. Differentiation between nitrate aerosol formation pathways in a southeast Chinese city by dual isotope and modeling studies. Journal of Geophysical Research, DOI: 10.1029/2020JD032604

文章链接：  https://doi.org/10.1029/2020JD032604

（图/文肖红伟）