二次有机气溶胶估算方法比较研究

为研究北京夏季二次有机气溶胶（SOA）浓度,比较多种SOA估算方法的不确定性和在我国的适用性,在CAREBEIJING 2008大型观测期间在城市点北大点和郊区点榆垡点采集大气颗粒物PM_2.5样品,利用多种方法对二次有机碳（SOC）的浓度进行了估算,估算方法包括二次有机示踪物产率法、非一次源OC法、非生物质燃烧水溶性有机碳法（WSOC）和元素碳示踪有机碳/元素碳比值法.估算结果表明,二次有机气溶胶已经成为北京颗粒有机物的重要组成部分,夏季SOC可以占总有机碳（OC）的50%甚至更高。通过模拟我国典型的生物质燃烧,实测建立适合我国的获得了非生物质燃烧WSOC方法中的重要参数,即获得方法中重要参数生物质燃烧排放颗粒物中WSOC/OC的比值,我国生物质燃烧颗粒物中该比值平均为0.48±0.04.多种方法结果均表明,SOA已经成为北京颗粒有机物的重要组成部分,所占比例可以达到50%甚至更高.利用化学质量守恒模型（CMB）和示踪物产率法对颗粒有机物来源进行闭合发现,依靠目前的示踪物技术北京大气颗粒有机物中仍然有20%～27%的来源不清楚.通过综合比较了多种SOC估算方法,确定了各方法在我国的适用性： 示踪物产率法、非一次源OC法和EC示踪OC/EC比值法可适用于我国大气中SOC的估算,但是非生物质燃烧WSOC方法仅适用于我国大气中水溶性SOC的估算,但是不同方法之间存在的系统误差.本研究还对这几种方法的不确定性做了初步的分析,为其他研究者选择估算方法提供参考和依据.示踪物产率法仅估算了几种特定VOCs前体物对SOC贡献,因此低估了总的SOC,但是这种方法是目前唯一一种可以估算特定VOCs前体物对SOC贡献的方法;同样地,非生物质燃烧WSOC法仅估算了水溶性的SOC,因此也低估了总的SOC;非一次源OC法高估了SOC,这主要是由于未能解析出的一次源OC造成的.而且这种高估在城市地区更为显著,主要是因为城市地区一次源相对比较复杂造成的;非生物质燃烧WSOC法低估了总的SOC,而且这种方法仅适用于我国水溶性SOC的估算;EC示踪OC/EC比值法的主要不确定性来自于一次源OC/EC比值的确定,由于这个比值造成的单点误差最高可高估54%或低估64%.     

大气复合污染条件下新粒子生成和增长机制及其环境影响

新粒子生成与增长是一个从分子到纳米颗粒物的微观尺度演变过程, 对区域到全球尺度空气质量和气候造成显著影响. 总结了国内外对新粒子生成与增长物理化学机制的研究进展和局限性. 提出以揭示新粒子生成、增长及其产生环境效应的机制为核心目标, 利用外场观测、烟雾箱模拟和模式模拟等多种手段, 开发和应用先进的研究技术, 辨识参与并促使快速成核的关键前体物种, 弄清驱动新粒子初始和后续增长的化学和物理机制, 以揭示大气复合污染条件下快速成核和持续增长的条件与机制并评价新粒子对大气环境的影响. 在全面理解大气复合污染条件下成核和增长机制及其环境效应的基础上提高对区域霾形成机制的认识, 也推进国际相关领域对污染大气环境新粒子生成与增长机制普遍性和差异性的研究.