为促进学科间交流,更深入地理解含氮分子对大气有机气溶胶的重要贡献及其潜在的气候效应,4月29日,香港科技大学郁建珍讲席教授作为“同心·问海”系列报告第八十二期的主讲人,受邀就“Nitrogenous Organic Aerosols: Analytical Methods, Abundance and Sources”主题进行学术报告,海洋与大气学院的周杨副教授主持报告。
郁建珍教授首先介绍了有机气溶胶在环境气溶胶中的重要性,有机气溶胶在环境气溶胶中的占比为18%-78%。含氮有机气溶胶分为还原性有机氮(包含-NH2, -NH, -CN)和氧化性有机氮(包含-NO2, -ONO2),其来源有所不同。有机氮气溶胶对新颗粒生成、二次有机气溶胶、棕碳、癌症和公众健康、生态系统所需的营养物质均有重要影响,对环境有深远影响。然而,与有机碳不同,气溶胶中有机氮的总量在以往研究中一直难以准确测定。本报告首次使用了全新研发的测量方法,该方法集成了离线气溶胶碳分析仪和化学发光NOx分析仪。该方法具有多种优势,可测定所有形式的气溶胶氮,包括水溶性和不溶性部分;同时测定碳和氮信号有助于区分有机氮和无机氮;有机氮和无机氮的精确测定依赖于多元曲线分辨率 (MCR) 数据处理。研究进一步对不同化学形态含氮物种测定进行了定量性评估,比对了气溶胶氮素分析仪和元素分析仪的气溶胶样品总氮,一致性较好。研究还使用实验室样品通过MCR方法对有机氮和无机氮的定量进行了验证。由该方法测得的无机氮浓度与离子色谱法测量结果显示出极好的一致性,但该方法大大提高了检测灵敏度。
随后,郁教授向我们展示了利用该方法分析在中国测得的近千个PM2.5样品中无机氮和有机氮的丰度以及有机氮的比例丰度。在这些地区,17%-31% 的气溶胶氮以有机物形式存在。郁教授还向我们介绍了来源解析方面的应用。在华东沿线的气溶胶中,生物质燃烧、生物颗粒排放、汽车尾气排放和二次形成是大陆地区有机氮气溶胶的主要来源,其来源随时间(昼夜和季节)变化很大。
在讨论与交流环节,与会老师和同学们与郁教授就含氮有机气溶胶的测量方法及研究意义、目前研究的不足及未来的研究方向等问题展开了讨论。随着全球逐步向非碳基能源的转型,同步监测有机气溶胶中碳和氮的含量变化对于评估和模拟其在气候调节及碳氮循环中的作用具有关键意义,本次报告及讨论不仅为参会者提供了深刻的洞见,也为未来的研究提出了很多探索性的科学问题。
图:郁建珍教授报告现场赵