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    我国学者在大气颗粒物新粒子形成机制研究方面取得重要进展

    日期 2018-09-03   来源:化学科学部   作者:高飞雪 戴亚飞  【 】   【打印】   【关闭

    图. 大气中污染物SO3的可能命运

      在国家自然科学基金项目(项目编号:21373025, 91544227)等资助下,北京理工大学化学与化工学院张秀辉副教授研究组与美国内布拉斯加大学林肯分校曾晓成教授和Joseph S. Francisco教授研究组、中国科学院化学所葛茂发研究组、芬兰赫尔辛基大学合作,在高度污染地区新粒子形成研究方面取得重要进展。相关成果以“Self-Catalytic Reaction of SO3 and NH3 to Produce Sulfamic Acid and Its Implication to Atmospheric Particle Formation”(SO3和NH3的自催化反应及其产物氨基磺酸对大气粒子形成的影响)为题,于2018年8月8日在Journal of the American Chemical Society (《美国化学会志》)上发表,论文链接: https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.8b04928。

      气溶胶新粒子是大气中颗粒物和云凝结核的重要来源,对区域环境质量及气候和人体健康均有重大影响,尤其在我国高浓度气态污染物及其强氧化性背景下,新粒子生成总是频繁发生。成核阶段是新粒子形成关键,但由于研究过程中关键实验技术限制,成核阶段分子水平的物理化学机制,尤其是污染地区气溶胶成核阶段的机制仍然是一个未解之谜。因此,揭示新粒子生成中成核阶段的潜在机制,对有效评估新粒子生成对区域特别是污染地区的环境和健康效应以及对大气环境的科学研究都有重要意义。

      张秀辉副教授研究组将量子化学计算和大气团簇动力学模型相结合,研究了NH3大量释放的高污染地区重要气态污染物SO3和NH3之间的自催化反应,发现在NH3浓度较高的干燥地区,此反应是污染物SO3,除与H2O反应之外的另一条重要消耗路径。同时发现反应产物氨基磺酸可不同程度增强城市地区大气关键成核团簇(硫酸-二甲胺团簇)的形成速率,并进一步提出高度污染地区NH3-SO3的自催化反应引发的气溶胶新粒子形成的新机制,为我国复合大气污染条件下新粒子形成机制研究提供了新的研究思路和理论指导。




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