大气硝酸盐光化学反应对硫酸盐非均相生成的影响及机制研究
批准号:
22106060
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
张悦
依托单位:
学科分类:
大气污染与控制化学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
张悦
中文摘要
硫酸盐气溶胶对空气质量、大气气候和人类健康有着重要影响,但目前对于硫酸盐气溶胶生成机制的认识还有待完善。SO2在大气颗粒物表面的非均相反应是硫酸盐形成的有效途径。以往的研究主要集中在大气颗粒物中单一组分界面或大气中共存污染物作用下SO2的非均相氧化,而关于颗粒物表面化学老化过程对硫酸盐非均相生成的影响和机制研究还十分有限。因此,本项目将在矿尘、腐殖酸和实际采集的真实大气颗粒物PM2.5表面系统研究硝酸盐的界面光化学反应对硫酸盐非均相生成的作用;考察环境因素和颗粒物化学组成对反应动力学的影响;揭示和阐明硝酸盐界面光化学反应影响硫酸盐非均相形成的反应机制。本研究有助于全面认识硫酸盐气溶胶的形成途径,同时为大气化学模式的优化和区域污染的有效防控提供理论依据。
英文摘要
Atmospheric sulfate aerosols have important impacts on air quality, climate, and human health. However, the sulfate formation mechanism has not been fully understood. Heterogeneous oxidation of SO2 is an effective production pathway of sulfate in the atmosphere. Previous studies mainly focused on the heterogeneous oxidation of SO2 on a single component of atmospheric particles or the synergistic effect of co-existed pollutant gases. However, the impact of aerosol chemical aging on heterogeneous sulfate formation is not clear. Therefore, this project will conduct laboratory studies to systematically investigate the role of nitrate photochemistry in heterogeneous reaction of SO2 on mineral dusts, humic acids and authentic PM2.5 particles. The influences of environmental factors and chemical composition of aerosol particles on the reaction kinetics will be explored. And the mechanisms of heterogeneous sulfate formation during nitrate photolysis will be revealed. This study will develop a more comprehensive understanding of sulfate formation mechanism in the atmosphere and provide important information for the optimization of current atmospheric models as well as the effective control of air pollution.
硫酸盐是二次细颗粒物的重要组分,对区域空气质量和全球气候变化具有重要影响。沉积或吸附在环境界面的硝酸盐具有突出的光化学活性,在太阳辐射作用下能够快速光解释放活性氮氧化物,进而影响多种大气化学过程。然而,硝酸盐的光化学反应对二次硫酸盐生成的定量影响和贡献机制尚不明确。本项目基于实验室模拟系统探究了大气颗粒物表面硝酸盐光解在硫酸盐非均相生成过程中的作用机制。实验证实了硝酸盐光解产生的活性中间体可显著促进SO2的非均相氧化过程,测量了SO2的摄取系数并系统分析了影响SO2摄取和转化的关键因素,初步阐明了硝酸盐界面光化学转化促进硫酸盐非均相生成的反应机理。项目研究结果为大气模式模拟提供了关键动力学参数,揭示了大气硫酸盐形成途径,丰富了对硝酸盐光化学转化及其环境影响的认识。
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