4月5日,暨南大学环境与气候研究院王伯光教授团队在环境科学领域权威学术期刊《Environmental Science & Technology》上发表了题为“Anthropogenic pollutants induce changes in peroxyacetyl nitrate formation intensity and pathways in a mountainous background atmosphere in southern China”的研究论文,报道了人为源污染物入侵华南高山背景地区,显著改变了该地区大气中过氧乙酰硝酸酯(PAN)的光化学生成速率和生成途径。
与人们熟知的臭氧类似,PAN也是一种光化学二次污染物,通常在城市地区由挥发性有机化合物(VOCs)和氮氧化物(NOx)经光化学反应生成,对人体和动植物具有危害。与臭氧不同的是,PAN可经过区域传输,在背景地区通过热解释放氮氧化物和自由基,影响背景大气环境。与过往研究不同,这项研究结果表明,位于华南背景地区的南岭山脉(海拔1690米)大气中PAN仍然以生成为主(速率达0.28 ± 0.06 ppbv h-1),说明华南及华中地区的人为活动通过区域传输改变了背景地区的大气化学特征。
研究还发现,南岭PAN的生成同时受VOCs和NOx控制(过渡区),主要由甲基乙二醛(38%)、乙醛(28%)、自由基(20%)和其他含氧挥发性有机化合物(OVOCs,13%)生成。当污染气团侵入南岭山脉时,PAN的光化学生成速率和通道还会发生明显变化,这主要是由于人为源芳香烃通过甲基乙二醛、其他OVOCs和自由基的氧化途径加剧了PAN的生成。
此外,这项研究还评估了PAN对南岭大气中自由基循环和O3生成的影响。南岭PAN的形成会消耗NOx,降低OH自由基水平,削弱ROx自由基循环,从而抑制本地O3的生成,且这种抑制作用会在污染天加剧。
这项研究首次通过近精细化学机制(MCM)深入分析高山背景大气中PAN的形成过程,绘制了VOCs和OVOCs物种对PAN生成的贡献以及具体化学途径,拓展了我们对背景地区PAN形成机制的理解。
该研究论文第一作者为王伯光教授团队博士后王瑜博士,通讯作者为王好研究员和王伯光教授。本研究依托广东省空气质量科学与管理国际科技合作基地与广东省南岭森林大气环境与碳中和野外科学观测基地开展,得到了国家自然科学基金(42121004, 42077190, 42005080)、中国博士后科学基金(2020M673059)和广东省科技厅(2019B121202002)等多个项目的资助。
论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c02845