广州地区不同粒径段大气颗粒物中水溶性有机碳的吸光贡献

对广州地区春季(2015年3~4月)、夏季(2015年6~7月)、秋季(2015年9~10月)、冬季(2015年12月~2016年1月)四个季节6个粒径段(<0.49、0.49~0.95、0.95~1.5、1.5~3.0、3.0~7.2以及7.2~10.0μm)的大气颗粒物样品中水溶性有机碳(WSOC)的浓度和光学性质等变化特征进行了研究.结果表明,WSOC的浓度水平呈现冬季[(5.07±2.80)μg/m^(3)]>秋季[(3.87±1.51)μg/m^(3)]>春季[(3.60±1.16)μg/m^(3)]>夏季[(2.42±0.51)μg/m^(3)]的季节变化特征;WSOC的质量平均直径(MMD)为0.57μm(春)、0.42μm(夏)、0.49μm(秋)和0.56μm(冬).WSOC的质量吸收效率MAE365差异较大,分布在0.18~1.42m^(2)/g之间,冬季最高;吸收波长指数AAE值分布在3.6~9.8之间.细颗粒物(<3μm)中WSOC对PM10WSOC总吸光的贡献达到了90%以上,其中<0.49μm颗粒物的贡献超过50%.在300~500nm之间,春季、夏季、秋季和冬季WSOC对颗粒物总吸光比例平均值分别为5.23%、2.95%、3.04%和6.92%;其中<0.49μm粒径段的贡献最高,分别为3.11%、1.79%、1.65%和3.45%.进一步通过特征紫外吸光度SUVA值的分析表明芳香性和分子量可能是影响WSOC吸光能力的重要因素.粒径越小颗粒物含有越多的不饱和键,使得MAE365值较高.

华南背景山区云中草酸的形成机制及影响因素

草酸(C_(2))是大气颗粒物中有机物的重要组成部分,现有研究推测草酸主要来源于云中液相反应,然而,关于其云中形成机制的研究较少.本文系统分析对比了华南背景山区的云水和云间隙颗粒物中二羧酸类物质,包括直链饱和二羧酸(C_(2)~C_(9))、支链饱和二羧酸(iC_(4)~iC_(6))、不饱和二羧酸〔马来酸(M)、富马酸(F)、柠康酸(mM)〕以及多官能团羧酸〔苹果酸(hC_(4))、丙酮酸(Pyr)和乙醛酸(ωC_(2))〕的浓度分布.利用随机森林和多元线性回归方法进一步定量评估了草酸前体物、温度及云水性质(云水中液态水含量、pH、化学组成)对云水中草酸形成的影响.结果表明:①云水和云间隙颗粒物中草酸的平均浓度分别为431μg/L和27.28 ng/m^(3),分别占直链饱和二羧酸浓度的78.9%和70.0%,占水溶性有机碳浓度的2.4%和1.1%.②云水中C_(2)/总二羧酸类物质(浓度比)与二羧酸类物质浓度比〔如C_(2)/(C_(3)~C_(9))、C_(2)/(iC_(4)~iC_(6))、C_(2)/(hC_(4)+Pyr+ωC_(2))和C_(2)/(M+F+mM)〕均呈显著正相关(R^(2)为0.47~0.76,P均小于0.01),表明C_(3)~C_(9)、iC_(4)~iC_(6)、hC_(4)+Pyr+ωC_(2)和M+F+mM可能是云水中草酸形成的重要前体物.③前体物对云水中草酸浓度变化贡献最大,贡献率为79%,其中hC_(4)+Pyr+ωC_(2)是最重要的前体物;其次是云水性质,贡献率为20%;温度的贡献率为1%.研究显示,云中过程是草酸形成的重要途径,其形成过程受前体物、云水性质和温度等因素的影响.

羰基化合物与还原性氮的液相反应及其对棕色碳贡献的研究进展

棕色碳是一类重要的吸光性有机气溶胶,对全球辐射强迫有重要贡献。其化学成分和形成机制是地球科学研究的前沿和难点。模拟实验结果表明,羰基化合物和还原性氮的液相反应产物在近紫外波段具有较强的吸光性,且化学成分复杂,难以分离和鉴定。本研究回顾了基于实验室羰基化合物和还原性氮的反应速率、反应机制,以及反应产物中吸光组分的化学成分和光学性质;总结了反应条件(反应物种类、浓度、溶液酸度、温度和相对湿度)对反应速率和吸光组分形成的影响;并指出了外场观测和模型研究对这一贡献认识的不足。

华南地区大气传输过程中黑碳的湿清除比例及其来源的影响

黑碳(black carbon,BC)的湿清除对其大气寿命和环境气候效应的评估至关重要。本研究使用黑碳仪(Aethalometer,AE-33)在南岭地区对BC开展了三次观测,结合指数衰减方程评估了传输过程中累计降雨量(accumulated precipitation along the trajectory,A_(PT))对华南地区BC传输效率的影响。此外,将BC来源区分为生物质燃烧源(biomass burning,BB)和化石燃料燃烧源(fossil fuel burning,FF),探讨了不同排放源BC湿清除比例(wet scavenging ratio,W_(SR))的差异。结果表明:基于指数衰减方程结果和W_(SR)的结果指出华南地区的BC受到湿清除的影响要明显大于日韩等偏远地区,可能反映了更高拟合的BC老化程度。A_(PT)在5—30 mm范围内的增加对BC的湿清除有显著的影响。不同来源BC的W_(SR)存在显著差异:BC_(BB)的W_(SR)(44%—62%)高于BC_(FF)(35%—54%),可能反映生物质燃烧排放的BC老化后具有更高的吸湿性。该研究结果有助于深入对实际大气中BC的湿清除及其影响因素的认识,并为模型模拟提供实测数据验证。

大气环境对新型冠状病毒传播影响的研究进展

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)引发的肺炎疫情全球大流行引起了学术界对病毒传播机制的广泛关注.流行病学研究的结果表明,大气环境条件(包括太阳辐射、温湿度、风速、气溶胶颗粒物、气态污染物等)对SARS-CoV-2的传播有一定影响.然而,不同的研究得到的结论不尽相同.本文总结了有关大气环境对SARS-CoV-2传播影响的流行病学研究结果,并分析了其中的作用机制.从SARS-CoV-2的排放和大气赋存状态、存活特性等几个方面,评述了大气环境条件对病毒传播的直接影响;进而,从宿主细胞易感性的角度,分析了大气环境条件对病毒传播的间接影响.最后指出当前还亟须解决的相关科学问题.