近日，国际大气环境科学领域主流期刊Atmospheric Environment在线发表了海洋与大气学院的最新科研成果“Ammonium May Emerge as the Primary Driver of Future Aerosol Acidity, Replacing the Historical Role of Sulfate over the Coastal Area of North China: Insights from a Megacity (Qingdao)（铵盐或将成为未来华北沿海地区气溶胶酸度的首要驱动因素，取代以往硫酸盐的主导作用——来自特大城市青岛的研究启示）”。该成果第一作者为海洋与大气学院2023届博士毕业生李文帅和2023级硕士研究生宋耀宇，通讯作者为学院周杨教授与屈文军老师。
气溶胶酸度是调节大气气溶胶化学过程的关键参数，它通过影响半挥发性物质的气-粒分配及二次气溶胶的生成，影响气溶胶的组成、形态、吸湿性与光学性质，进而影响其辐射效应及作为云凝结核与冰核的活化能力。较强的酸度不仅可促进气溶胶中痕量重金属（如铬等）的溶出，增强其生理毒性，还会促进铁元素的溶解，提高气溶胶中可溶性铁的含量，促进海洋初级生产力与碳封存能力，从而对全球变暖产生一定的负反馈作用。因此，研究气溶胶酸度的变化及其受化学组分与气象参数共同调控的机制，对于深入理解气溶胶的环境效应、健康风险及与气候效应具有重要意义。
该研究基于青岛沿海典型城市背景站点——八关山大气研究观测站（BARO）超过十年的观测与积累，系统分析了2007-2008年至2017-2019年青岛PM2.5酸度的长期变化及其驱动因素（图1）。结果表明，PM2.5年均pH由1.58升至2.95，主要受硫酸盐显著下降和总氨浓度上升的共同影响，其中总氨在后期已成为影响气溶胶酸度的最关键因素。进一步的情景模拟显示，在冬季非污染天和灰霾天条件下，继续削减大气中的SO42-和总硝酸对气溶胶酸度的影响有限，而减少总氨更容易改变气溶胶酸度并导致pH显著下降，说明气溶胶酸度对TNHx变化更为敏感（图2）。与此同时，从降低PM2.5中水溶性离子浓度的角度出发，由于总氨控制的现实可行性较弱，优先控制总硝酸水平或许是更为可行且有效的策略。
该研究揭示了青岛沿海城市背景地区PM2.5酸度在过去十年中的显著变化及其主导机制，并指出铵盐未来可能成为华北沿海地区气溶胶酸度的首要驱动因素。这一发现是BARO站点长期观测研究的重要成果之一，不仅深化了对沿海城市大气气溶胶演化规律的认识，也为未来区域大气污染协同治理和减排政策优化提供了重要科学依据。
图1.青岛八关山大气研究观测站（BARO）位置示意图及2007-2008年至2017-2019年各季节PM2.5酸度（pH）的年代际变化。图(b)中红点表示BARO的地理位置，图(c)中箱体表示第25、50（中位数）和75百分位数，误差线延伸至第10和第90百分位数，箱内圆点表示平均值。箱体右侧的散点与曲线分别对应各样本的pH实测值及拟合的正态分布。
图2.青岛沿海城市背景站点气溶胶化学组分及酸度年代间变化概念图。
发表文章列表：
Wenshuai Li, Yaoyu Song, Tianshu Chen, Yuxuan Qi, Guanru Wu, Xinshuo Wang, Wenwen Xie, Lifang Sheng, Wencai Wang, Wenjun Qu, Yang Zhou, Ammonium may emerge as the primary driver of future aerosol acidity, replacing the historical role of sulfate over the coastal area of North China: Insights from a megacity (Qingdao). Atmospheric Environment, 2026. 374: 121947.
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1352231026001767