Picarro | 人为减排增强了大气新粒子生成：2022年北京冬奥会期间的观测证据

来源：理加联合科技有限公司分类：商机 2023-10-31 11:37:02 45阅读次数

随着工业化和城市化的快速发展，人类活动对环境的影响日益严重。其中，大气污染是人们Z为关注的问题之一。为了改善大气质量，人们采取了各种措施，其中之一就是人为减排。

人为减排对大气环境的影响以及机理也成为重要的研究方向，中国科学院大气物理研究所在2022年冬奥会举办之际，开展了相关研究。

研究背景

气溶胶颗粒对地球-大气系统具有深远的影响。作为对流层气溶胶的重要来源，新粒子生成（NPF）在云凝结核（CCN）形成中起着重要作用，并导致中国特大城市严重的雾霾事件。在受污染的大气中，NPF和参与成核的气态物质的行为尚不清楚。硫酸（SA）是清洁大气中参与成核的主要物质，其他气态前体物，例如氨、二甲胺（DMA）和二羧酸，会在污染环境中增强成核。由于气态前体和可凝蒸气丰富，成核机制在不同位置会有所不同。COVID 19封锁期间的研究表明，NPF事件的生成率（J₃）和增长率（GR）的结果各不相同。在未来空气质量改善的情况下，大气NPF在污染大气中的行为仍不确定，需要进一步评估。2022年北京冬奥会为研究人为减排对中国特大城市成核和生长过程的影响提供了难得的机会。这项研究的重点是冬季奥运会前后NPF事件和气态前体的演变，以了解它们在雾霾形成中的作用并为未来制定污染减排政策提供信息。

研究方法

中国科学院大气物理研究所的研究团队于2022年1月1日-3月31日在北京2022年冬季奥运会主会场附近的北京IAP场地进行观测活动。该地点代表了典型的城市区域，与北京城市的平均颗粒物水平有很好的相关性。研究人员观测了气溶胶颗粒物的粒径分布、细颗粒物化学组成（有机物（OA）、硫酸盐（SO₄^2-）、硝酸盐（NO₃^-）、铵（NH₄⁺）和氯化物（chl））、气体物质浓度（O₃、NO₂、CO、SO₂）、PM2.5质量浓度及气象参数（温度、相对湿度、辐射、海平面气压、风速和风向）以调查NPF事件及其气态前体的演变，了解不同时期气态前体在NPF和雾霾形成中的作用。

NH₃排放测量

利用Picarro G1103氨气分析仪测量NH3浓度

结论

WOG和冬季残奥会（WPG）期间成核事件有所增强，NPF事件的频率（ 52.4%; 38.5% ）高于Pre-WOG （25.0%）和Post-WOG（27.8%），这主要是由CS较低造成的。此外，WOG（6.4±4.1 cm^-3·s^-1 ）和WPG（6.1±2.9 cm^-3·s^-1）期间的平均J3也高于Pre-WOG（5.6±2.9 cm^-3·s^-1)和Post-WOG(5.7±3.1 cm^-3·s^-1)，而GR （ 2.3±1.8 nm·h^-1，2.7±1.4 nm·h^-1）略高于Pre-WOG （2.1±1.5 nm?h^-1）和Post-WOG （2.2±1.6 nm?h^-1）。研究发现，硫酸和氨浓度较低，WOG和WPG期间较高的J₃可能是由较高的胺贡献的。log J₃和SA之间的相关性，与CLOUD实验结果高度一致，表明胺增强了硫酸成核。进一步证明了上述结果。硫酸对GR_3-7nm的贡献超过20%，在WOG和WPG期间，大气氧化能力大大增强，颗粒生长到10 nm以上时，有机化合物的贡献迅速增加。此外，还发现硝酸铵在NPF引发的雾霾事件中发挥着重要作用，其特点是WOG之后，NPF事件生长后期的硝酸盐产量高于WPG，建议采取措施控制NH₃和NO₂排放，以减少新粒子生成和生长造成的PM2.5污染。