科研动态

邵敏教授团队在环境领域权威学术期刊《Environmental Science & Technology》发表研究论文


近日,暨南大学环境与气候研究院邵敏教授团队与国内外合作者在环境领域权威学术期刊Environmental Science & Technology发表题为“High concentrations of atmospheric isocyanic acid (HNCO) produced from secondary sources in China”的研究论文。该论文基于碘离子化学电离飞行时间质谱I- ToF-CIMS技术在我国开展了异氰酸的高时间分辨率测量,并系统分析了大气中异氰酸的来源。

异氰酸HNCO是一种有毒的大气痕量污染物,可经呼吸作用进入体内参与蛋白质的氨甲酰化引发炎症反应。《美国科学院院刊》PNAS相关研究指出,异氰酸在环境浓度超过1 ppbv时会严重危害人体健康。化学传输模型的模拟结果显示,我国是全球异氰酸污染最严重的区域之一,但当前仍没有我国大气中异氰酸的实地测量报道。

该研究基于碘离子化学电离飞行时间质谱I- ToF-CIMS,开发了异氰酸的标气制备和标定方法,克服了异氰酸测量的最大难点。通过在广州城市站点和华北区域站点的在线测量,发现我国大气中异氰酸浓度水平比北美地区高一个量级,处于全球高位。进一步来源分析发现,二次生成是异氰酸的重要来源,广州城市站点的异氰酸90%来自于大气中二次生成。通过对异氰酸的源汇过程分析,对比了基于观测的异氰酸生成速率和测量到的前体物贡献的生成速率,发现大部分异氰酸的二次生成不能被解释,表明存在大量未知前体物。值得注意的是,同时发现来自工业排放的C3酰胺类物种C3 amides对异氰酸的二次生成贡献显著。这种一次排放的酰胺类低毒性物种,在光化学作用下生成有毒大气污染物值得进一步关注。该文章同时基于高时间分辨率的数据,量化了异氰酸的沉降速率和在大气中的寿命,发现其寿命在1天以内,远低于原有认识,确认了近期美国国家海洋与大气管理局NOAA开展的一项实验室研究。

该研究提供的珠三角和华北的异氰酸在线测量数据,大大扩展了当前异氰酸全球测量数据集,可为区域和全球化学传输模式提供可靠的模型约束。同时,研究获得的异氰酸日变化过程、前体物信息、沉降速率和寿命也为系统认识异氰酸的源汇收支提供了关键信息。

论文第一作者为邵敏教授团队博士后王泽龙博士,通讯作者为袁斌教授和邵敏教授,合作者来自于美国NOAA、德国马普所、挪威奥斯陆大学、中科院广州地化所等国内外科研单位。该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、广东省杰出青年基金等项目资助。

 

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.0c02843

 

 

1. 环境大气中异氰酸浓度水平的比较

 

 

2. 广州城市站点异氰酸前体物的贡献及来源