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《中国科学报》:研究揭示大气颗粒物形成新机制

作者:黄辛来源:《中国科学报》2018-07-23发布时间:2018-07-23

复旦大学环境科学与工程系王琳团队首次发现并证实了我国典型城市——上海的大气中硫酸—二甲胺—水三元成核现象,从而揭示了大气新粒子形成的化学机制,为我国大气颗粒物污染防治政策的制定提供了新的科学证据。该成果于7月20日发表于《科学》杂志。

2014年3月~2016年2月,王琳团队在上海开展了长达两年的连续大气观测。王琳介绍说,他们和来自芬兰赫尔辛基大学的合作者用了一年半的时间,对收集的海量数据进行了系统整理和深入分析。研究表明,在上海的大气新粒子的形成过程中,一个气体硫酸分子和一个二甲胺分子随机碰撞,通过氢键形成稳定的分子簇。随后,分子簇通过与其他硫酸分子、二甲胺分子或其他硫酸—二甲胺团簇的碰撞继续生长。达到一定尺寸后,其他物种(例如极低挥发性有机化合物)开始加入这个过程,并最终形成大气新粒子。

对于该发现,王琳给出了一个比喻:“这相当于我们从133倍于地球人口数的气体分子中找出了最关键的两个,一个是硫酸分子,另一个是二甲胺分子。它们碰到一起,就可能发生大气新粒子形成事件。”

王琳表示,在中国典型的城市环境中,除了加强对污染物一次排放的监测和管理,对污染物的二次形成也应予以同样程度的重视。得益于此项研究提出的化学机制,参与大气新粒子形成过程中的关键化学物种将得到更具针对性的控制,从而有望有效降低空气中颗粒物的浓度,减轻我国的大气颗粒物污染。同时,将这一机制运用于全球气候模式中,能更好地模拟全球大气颗粒物乃至云凝结核的数目,帮助理解气候变化趋势。

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