復(fù)旦大學(xué)揭示大氣污染化學(xué)機(jī)制

復(fù)旦大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系教授王琳和他的科研團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)并證實(shí)了上海大氣中的硫酸-二甲胺-水三元成核現(xiàn)象，揭示了大氣新粒子形成的化學(xué)機(jī)制，為我國(guó)制定大氣顆粒物污染防治政策提供了新的科學(xué)證據(jù)。

在此之前，污染城市大氣中的大氣新粒子形成事件的化學(xué)與物理機(jī)制一直是一個(gè)未解之謎。對(duì)于這一發(fā)現(xiàn)，王琳給出了一個(gè)比喻：“這相當(dāng)于我們從133倍于地球人口數(shù)的氣體分子中找出了最關(guān)鍵的那兩個(gè)——硫酸分子和二甲胺分子，它們碰到一起，就可能發(fā)生大氣新粒子形成事件了。”

在大眾觀念中，工廠和汽車尾氣排放是造成PM2.5顆粒物污染的主要原因之一，然而這只是“一次排放”。還會(huì)時(shí)常發(fā)生著的還有顆粒物的“二次形成”。“二次形成”不僅會(huì)增加顆粒物的重量，更會(huì)形成新的大氣新粒子，讓大氣中的顆粒物變得更重、更多。

利用國(guó)際上最新發(fā)展的納米顆粒物粒徑放大技術(shù)，王琳?qǐng)F(tuán)隊(duì)測(cè)得了上海城市大氣中1～700 nm大氣顆粒物的粒徑分布濃度，獲得了大氣新粒子的形成速率和成長(zhǎng)速率，并應(yīng)用大氣常壓界面-飛行時(shí)間質(zhì)譜和硝酸根試劑離子化學(xué)電離-飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)，測(cè)量了大氣新粒子形成事件期間大氣中性和帶電分子團(tuán)簇的化學(xué)組分。

研究結(jié)果表明：一個(gè)氣體硫酸分子和一個(gè)二甲胺分子隨機(jī)碰撞，通過氫鍵形成穩(wěn)定的分子簇，分子簇通過與其他硫酸分子、二甲胺分子或其他硫酸-二甲胺團(tuán)簇的碰撞繼續(xù)生長(zhǎng)；形成一定尺寸以后，其他物種加入這個(gè)過程，并最終形成大氣新粒子。研究還首次在外場(chǎng)觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)并證實(shí)硫酸-二甲胺-水三元成核機(jī)制可以用于解釋我國(guó)典型城市大氣中的大氣新粒子形成事件。

未來(lái)，該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在現(xiàn)有的硫酸-二甲胺-水三元成核化學(xué)機(jī)制框架下，進(jìn)一步明確我國(guó)城市大氣新粒子形成事件中的前體物主控因素，理解城市大氣新粒子形成事件與霧霾形成的關(guān)系，助力國(guó)家推出更有針對(duì)性的污染防控措施。