近日,本课题组的研究成果《Molecular composition and source apportionment of fine organic aerosols in Northeastern China》和《Coal and biomass burning as major emissions of NOX in Northeast China: implication from dual isotopes analysis of fine nitrate aerosols》均于2020年6月被Atmospheric Environment杂志接收(影响因子:4.0),论文的第一作者分别是是应用气象学院硕士研究生吴瑕和赵祝钰,通讯作者和指导老师是曹芳教授,上述研究得到国家重点研发计划(2017YFC0212302)、国家自然科学基金(41977185和41977305)等基金支持。

东北地区因受工业发展及秋收季节大量的秸秆燃烧的影响,空气质量较中国其他地区一直较差,不断增加的机动车数量及其他人为源排放同时加重了东北地区的大气污染。研究一对我国东北长春秋季PM2.5中的90多种有机化合物进行了定量,并基于分子标志物的方法对OA的组成和来源进行了全面的分析,研究结果表明了中国东北地区秋季有机气溶胶最主要的来源是化石燃料燃烧和生物质燃烧的排放,分别占42.4%和33.6%,其次是生物二次有机气溶胶(SOA)排放(17.0%),真菌孢子来源的贡献最小(7.0%)。另外还通过估算生物源一次和二次有机物对总有机质的贡献发现,生物挥发性有机化合物对总有机质的贡献为27.3%,其中生物质燃烧示踪剂的贡献最大(27.0%),而总生物源SOA的贡献相对较低(0.2%),其中以β-石竹烯SOA为主导。

图1 通过PMF分析的2016年秋季长春PM2.5样品中有机气溶胶的来源贡献

 

研究二对我国东北地区长春站点四个季节的PM2.5样品进行了分析,定量了水溶性离子成分(WSIs),δ15N- NO3和δ18O- NO3,估计了其中NOX转化为NO3的δ15N同位素分馏值,并结合贝叶斯模型对不同来源的贡献进行了定量解析。结果表明,NO3是PM2.5水溶性无机离子中最重要的组分,年平均比例最高(21.1%)。冬季δ15N和δ18O(δ15N:13.79‰±2.17‰;δ18O:70.50‰±10.02‰)都比夏季(δ15N:2.69‰±2.95‰;δ18O:58.67‰±4.52‰)高。日间OH自由基途径被认为在硝酸盐形成中起主要作用,年均贡献为61.0±18.8%。NOx主要来自煤炭燃烧(34.5%)和生物质燃烧(34.3%),其次是交通(19.5%)和生物土壤(11.7%)。 在供暖期间,对NOx贡献占主导地位的是煤炭燃烧,平均贡献率为46.9%,而在非供暖时期,生物质燃烧是最重要的贡献者(39.5%)。

图2 (a)春季,(b)夏季,(c)秋季,(d)冬季,(e)供暖和(f)非供暖期间,燃煤,交通,生物质燃烧和生物土壤排放对于NOX的潜在贡献

以上的研究结果可以为我国东北地区的环境治理提供重要的科学依据和理论基础。

链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1352231020304544?via%3Dihub

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1352231020304945