原子能院在大气颗粒物研究方面取得重要进展
发表时间:2023-02-23 12:28:04

    近日,原子能院核物理研究所中子活化分析团队在大气颗粒物研究方面取得重要进展。研究结果表明,北京市大气污染经过多年有效治理,大气颗粒物及组分浓度逐年下降;在人为污染排放和当地气象因素的共同作用下,呈现出秋冬季浓度高、春夏季浓度低的典型季月浓度分布特征;同时,黒碳气溶胶组分污染来源已得到初步识别,为北京大气污染防治提供重要参考科学依据。该研究结果发表于国际期刊《大气污染研究》(Atmospheric Pollution Research)。

工作人员显微镜下观察大气采样膜PM2.5的形态

    黑碳气溶胶是大气气溶胶的主要组成部分,大多由含碳物质不完全燃烧产生,被认为是影响全球变暖的主要因素之一。黑碳气溶胶具有吸附性,可通过呼吸作用,夹带所吸附的有毒物质进入人体,从而危害人类健康。作为大气领域的热点问题,国内外学者对黑碳气溶胶展开了大量研究。原子能院项目团队在2013年至2019年期间,对北京新镇地区开展了长达7年的大气颗粒物浓度监测,利用EEL43D单波段黑碳仪和MABI多波段光吸收黑碳仪,并结合中子活化分析等核分析技术,通过离线测量收集的大气颗粒物样本,对黑碳气溶胶进行了高准度分析和精细化源解析研究,建立了完善的大气颗粒物数据库。

2013到2019年,大气细颗粒物黒碳气溶胶组分浓度变化

央视《解密中核》节目报道原子能院大气污染研究

    研究结果表明,该地区黒碳质量浓度呈下降趋势,从2014年最高的7.86 微克/立方米,下降到2019年最低的3.70 微克/立方米,同时大气细颗粒物PM2.5浓度也呈现相似下降趋势;在当地气象条件和人为活动的共同影响下,黒碳浓度的季节分布表现为秋冬季浓度高、春夏季浓度低的特点;在研究期间大多数的月份中,化石燃料和交通排放是黑碳气溶胶主要来源。

    中子活化分析技术具有高灵敏度、高准确度、非破坏性、多元素同时分析等优点,可广泛应用于环境、地质、科技考古等领域。该项研究时间较长且规律性强,能够准确反映多年来北京大气颗粒物和黒碳气溶胶的浓度分布规律和特点,验证了《北京市大气污染防治条例》等各项政策的有效性。未来,原子能院项目团队将进一步研究多种核分析技术对颗粒物同位素及元素的精确测定,满足大气颗粒物等污染物监测及精细化源解析的要求,积极推动该技术在环境与大气污染源解析领域的研究和应用。

    该研究获得亚太区域合作项目、亚洲核合作论坛(FNCA)反应堆中子活化分析等项目支持。(核物理所 肖才锦)