霧霾來源和形成機制研究獲新進展

中國科學技術大學地球和空間科學學院教授沈延安團隊與美國加州大學聖地亞哥分校林莽博士、美國科學院院士Mark H. Thiemens等合作，在研究華南地區霧霾的物質來源和形成機制上取得重要進展。8月6日，相關研究成果在線發表於美國《國家科學院院刊》。

研究人員首次將放射性硫同位素（35S）與穩定硫同位素（32S/33S/34S/36S）相結合，以國家大氣環境背景值武夷山監測站為研究點，探討華南地區氣溶膠物理傳輸途徑和化學形成機制。研究揭示了霧霾硫酸鹽組分存在非常顯著的33S和36S同位素非質量分餾信號，結果表明33S的異常來源於平流層的光化學反應，而36S的異常組成主要來源於化石燃料或生物質的燃燒過程。

霧霾主要由硫酸鹽、硝酸鹽、有機碳和黑碳等組成，對硫酸鹽的穩定硫同位素進行高精度測定並探索其非質量分餾信號成因，對正確認識霧霾來源和形成機制具有指導意義。35S只在高層大氣生成，半衰期為87天，因此可有效地對霧霾來源及其物理傳輸途徑進行示蹤。

研究人員通過系統測定華南氣溶膠的硫酸鹽、大氣中的二氧化硫以及代表性煤的穩定硫同位素，發現氣溶膠硫酸鹽33S和36S的異常組成與大氣中二氧化硫和煤的同位素組成不同。放射性35S分析結果顯示，33S的異常組成與氣團高度的變化密切相關，這說明二次硫酸鹽形成過程中硫循環經歷了平流層的光化學反應，然後沉降到對流層和地表。

另一個重要發現是36S異常與33S異常不存在相關性，但36S異常與硫氧化率及多種生物質燃燒示蹤物的丰度均呈現強相關性。研究結果表明，在東亞及北美地區廣泛觀測到的氣溶膠硫酸鹽36S異常，主要是由化石燃料或生物質燃燒直接生成的一次硫酸鹽氣溶膠造成的。該研究證明了硫同位素是追蹤不同成因霧霾硫酸鹽來源和形成機制的有力手段。

來源：中國科學報

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