FESE: 2021年第2期封面文章北京大学胡敏教授研究组《中国京津冀地区冬季霾污染中二次气溶胶生成...

原文链接：

http://journal./fese/EN/10.1007/s11783-020-1326-x 

文章出版：Front. Environ. Sci. Eng. 2021, 15(2): 34

原文信息

题目：

Secondary aerosol formation in winter haze over the Beijing-Tianjin-Hebei Region, China

作者：

Dongjie Shang¹, Jianfei Peng², Song Guo¹, Zhijun Wu¹, Min Hu (✉)^1,3

作者单位：

1 State Key Joint Laboratory of Environmental Simulation and Pollution Control,　College of Environmental Sciences and Engineering, Peking University, Beijing 100871, China

2 Department of Atmospheric Sciences, Texas A&M University, College Station,　TX 77843, USA

3 Beijing Innovation Center for Engineering Sciences and Advanced Technology,　Peking University, Beijing 100871, China

关键词：

二次气溶胶生成，区域霾污染，光化学反应，水相反应，化学机理

Secondary aerosol formation, Regional haze, Photochemical reaction,  Aqueous reaction, Chemical mechanism

文章亮点

阐明了大气气溶胶污染特征和年际变化；

总结了华北地区冬季霾中的二次气溶胶生成机制；

对未来二次气溶胶生成机制的研究进行了展望。

文章简介

2013年以来，中国京津冀地区主要城市PM_2.5年均浓度持续下降。但是，秋冬季节重污染过程导致的霾现象仍时有发生，特别是二次颗粒物组分在PM_2.5中的占比明显上升。现有的大气化学模型尚难以解释霾形成过程中PM_2.5的爆发式地增长。为此，本文总结了京津冀地区秋冬季二次气溶胶生成的化学机理，讨论了现有研究的局限，并对今后的研究提出建议。

综述文章指出，颗粒物污染过程往往伴随着静稳的气象条件（较低的边界层高度，低风速）以及高湿度。近年来颗粒物污染研究在PM_2.5源解析的基础上，开始注重二次颗粒物的生成机制。二次颗粒物生成主要有两种途径：气态前体物的气相反应-凝结过程，以及云雾、颗粒物液态水中发生的液相反应过程。研究成果表明，污染的发生包括两个阶段：初始阶段，较强的光照促进下的气相反应生成大量的低挥发性物种（气态硫酸、硝酸、低挥发性有机物等），其凝结过程主导了二次颗粒物生成。而在污染爆发增长阶段，光照因不断生成的颗粒物消光作用的加强而减弱，高湿度又驱动了液相反应成为二次转化的主导机制。

本文作者建议未来本领域需要加强关键化学参数（大气氧化剂浓度、颗粒物酸碱性、黏度等）的综合观测，同时建立观测-模式闭合的研究方法，即利用模型将多种二次组分生成的化学机制进行集成研究，探究现有机制的适用性，以及多组分、多途径之间的协同效应，定量各种化学转化途径的相对贡献。

 图1 摘要图

作者简介

尚冬杰，北京大学博雅博士后，分别于2013年和2020年获得北京大学学士和博士学位。研究方向：大气新粒子生成的观测与模拟，二次有机气溶胶生成机制。在Atmos. Chem. Phys., Environ. Pollut. 和Geophys. Res. Lett.等期刊发表文章36篇，其中第一作者4篇。

胡敏，北京大学教授、杰青。分别于1987年，1990年和1993年获得北京大学学士、硕士和博士学位。1993年留校工作。研究方向：1. PM_2.5综合源解析技术；2.机动车排放、生物质燃烧和餐饮源排放及其二次转化; 3. 新粒子生成和增长致霾机制; 4. 黑碳气溶胶老化和光学效应；5. 二次气溶胶化学生成机制及环境影响等。在Chemical Review、PNAS、Environ. Sci. Technol. 和 Atmos. Chem. Phys. 等期刊发表多篇SCI文章。获国家自然科学二等奖1项，国家科技进步二等奖1项，教育部自然科学奖一等奖2项和科技进步一等奖2项。国际重要学术刊物 J. Aero. Sci. 主编。WMO-GAW气溶胶科学咨询组成员。

编者点评

本研究详细描述了京津冀地区冬季霾污染的特征，及目前对京津冀地区霾污染形成的气溶胶化学机制研究进展，最后提出了目前研究还未解决的问题及后续研究可以做的一些工作。这些知识和建议可为治理区域性颗粒物污染提供科学支撑。

本期编辑

黄筹，男，24岁，江南大学环境与土木工程学院2019级环境工程专业硕士生，导师为李激教授，研究方向为新型磷酸盐吸附材料的开发。