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环科院郑军教授合作研究成果在《Science》 发表
2018年07月21日    作者: 环科院    发布 : 环科院    

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      大气新粒子生成(NPF)在全球尺度上是一个重要的大气现象,其形成的化学与物理机制一直是一个未解之谜,是大气化学研究领域的难点之一。现有理论计算和大气观测表明,NPF通常需要较高的硫酸浓度以满足观测到的快速成核现象,同时也需要较低的现有颗粒物浓度以防止新生成的颗粒物在长大前被碰并损失掉。复旦大学王琳教授课题组对NPF的最新研究成果近日以“Atmospheric New Particle Formation from Sulfuric Acid and Amines in a Chinese Megacity”为题发表于《Science》期刊,我校是主要合作完成单位。通过在我国典型城市上海的观测研究发现,除了硫酸以外,二甲基胺(DMA)在NPF过程中可通过与硫酸形成聚合物(DMA-H2SO4)促进成核,理论计算表明在上海观测到的硫酸、DMA浓度可以解释在相对高颗粒物污染条件下的3nm颗粒物的生成速率。这一研究首次证实有机物可以参与成核过程,该结果为解析我国大城市中颗粒物的产生过程以及颗粒物对空气质量、气候变化的影响机制提出了新的方向。该成果有望为攻克我国灰霾成因指出新的方向。

      我校环科院郑军教授是该研究的主要参与者。大气中的硫酸气体浓度通常只有0.1pptv左右,因此准确观测硫酸浓度是该研究的难点之一,目前国际上只有化学电离质谱技术(CIMS)可以实现对大气硫酸的观测。郑军教授在我国CIMS研发领域处于领先地位,开发出多种功能的CIMS仪器,其中郑军教授研发的大气压界面化学电离质谱仪,把对硫酸检测灵敏度提高到0.01pptv量级并在我国率先进行了硫酸定量检测、填补了硫酸观测数据的空白。在该研究中郑军教授课题组的硫酸检测技术起到了重要作用。

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大气成核速率与大气硫酸浓度关系图:上海观测到的硫酸-二甲胺成核体系中硫酸浓度显著低于现有硫酸-水-氨成核理论上所需要的硫酸浓度


论文链接:https://doi.org/10.1126/science.aao4839


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