科研进展

STOTEN:水溶性有机碳的粒径分布及其对气溶胶液态水含量的影响

水溶性有机碳(Water-soluble Organic Carbon, WSOC)是气溶胶的重要组成部分,它能够改变气溶胶的吸湿性,进而影响气溶胶液态含水量(Aerosol Liquid Water Content, ALWC)。自2013年近年来,我国大力我国政府采取了一系列措施治理大气污染,并在过去十年间取得了显著成效。北京市气溶胶的理化特征也发生了显著变化,而对WSOC的粒径分布发生了怎样的变化,对气溶胶液态水含量又有怎样的影响,目前还不是十分清楚。

为此,中国科学院大气物理研究所研究团队采用MOUDI分级采样器结合实验室分析,研究了大气污染综合防治行动后北京市气溶胶中WSOC的粒径分布特征,根据WSOC质量浓度和ISOPPORIA II热力学平衡模型估算了WSOC对ALWC贡献。

结果表明,大气污染综合防治行动后北京城市的WSOC粒径分布发生了显著变化,在凝结模态出现了一个明显的峰值。WSOC对细颗粒物ALWC的贡献显著(18.1%),尤其是在小粒径范围内(<0.56μm)和低颗粒物浓度时。有机物的吸湿性在污染形成过程的初始阶段能够显著促进二次无机气溶胶的形成,在北京地区气溶胶污染形成中起着至关重要的作用。较高的硝酸盐占比能显著降低气溶胶的潮解点,使其能够在较低的相对湿度下容易发生吸湿增长,迅速降低大气能见度。研究结果对理解气溶胶污染的形成机制和开展减排措施效果的评估具有重要意义。

图1 WSOC的粒径分布

图2 化学组成变化对ALWC的影响

上述研究成果发表于Science of the Total Environment上,文章得国家自然科学基金(42075184)和国家重点研发计划(2022YFC3700705)的资助。

文章以:Size-resolved water-soluble organic carbon and its significant contribution to aerosol liquid water. 为题,发表在Science of the Total Environment.

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.172396

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