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2022-09-16 作者:国际同位素效应研究中心 来源:科学技术处

地科院国际同位素效应研究中心服部祥平副教授在大气硫酸盐形成作用上取得重要进展

大气模型通常是阐明硫酸盐气溶胶污染的最直接手段。然而,模型计算的硫酸根含量常常比观测值低,表明目前对于大气中硫酸根的生成机制仍然缺乏认知,阻碍了后续对雾霾事件的预测以及对缓解空气污染措施的制定和实施。

南京大学地球科学与工程学院国际同位素效应研究中心(ICIER) 服部祥平(Shohei Hattori)长聘副教授致力于利用叁氧同位素组成(Δ17O)来阐明大气二氧化硫(SO2)到硫酸盐的反应过程。本研究中,这种独特的研究方法被应用于可能受到中国大陆越境气溶胶影响的日本能登半岛 (NOTOGRO-site)。同时本研究对区域多尺度空气质量模式系统(CMAQ)进行了改良,以便可以计算出Δ17O 值,从而进而观测值和模型的比较,从而加深对大气中硫酸盐气溶胶生成机制的认识。

尽管CMAQ获得了硫酸盐的浓度,但严重低估了硫酸盐的Δ17O值。这表明模型对硫酸根的生成过程的理解出现了纰漏或错误。因此,调整模型的不同参数化,将模型计算值和观测值进行比较,发现东亚地区沙尘造成的大气水pH值的增加以及铁等过渡金属离子的高溶解度(对硫酸盐形成有催化作用)是影响硫酸盐生成的重要因素。预计改进后的模型将有助于雾霾事件的预测和制定缓解大气污染的措施。

本研究的相关成果于2022年9月15日发表在国际知名科学杂志《Environmental Science & Technology》,服部教授为文章共同第一作者和通讯作者。此外服部教授同时负责观测和模型开发,并主要领导本次研究项目的推进。

Itahashi S.*, Hattori, S.*, Ito, A., Sadanaga, Y., Yoshida, N., and Matsuki, A.: Role of Dust and Iron Solubility in Sulfate Formation during the Long-Range Transport in East Asia Evidenced by 17O-Excess Signatures, Environ. Sci. Technol., 2022.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c03574