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生命与环境科学学院金军教授团队在颗粒态正构烷烃的污染特征对PM2.5来源的指示作用方面取得重要研究进展
编辑:孙洪波    已读: 次    发布日期:2023/03/24

在人口密集型城市,大气环境质量关系人群健康,大气污染物检测十分重要。PM2.5因富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远,是近年来备受关注的大气环境质量检测指标。分析PM2.5的主要成分并解析其来源、提出有效的防控策略是人口密集型城市控制PM2.5污染、改善环境空气质量的关键。近日,生命与环境科学学院金军教授团队在PM2.5来源的指示方面取得重要研究进展,提出长链正构烷烃可作为有机示踪剂反映城市地区PM2.5来源。相关研究进展以“Characteristics of particulate-bound n-alkanes indicating sources of PM2.5 in Beijing, China”为题发表在国际著名期刊“Atmospheric Chemistry and Physics”(地球科学,SCI一区Top)上。文章链接:https://doi.org/10.5194/acp-23-3015-2023.

正构烷烃作为非极性饱和烃类化合物具有稳定性,在环境中具有较高的浓度水平,受气象条件和来源排放变化的影响而呈现出季节和昼夜差异。根据分子组成和分布特征的不同,长链正构烷烃能够作为有机气溶胶迁移和颗粒物来源解析的分子标志物从而探究大气颗粒物的不同来源以及各来源的贡献程度,在颗粒物源解析方面有着广泛的应用前景。该研究采集了2020年11月至2021年10月北京城区的大气样本,分析了PM2.5和正构烷烃的季节和时间浓度变化趋势,以及正构烷烃各单体在不同季节、昼夜间的浓度分布。研究表明,正构烷烃在不同季节的浓度呈现出冬季>春季>夏季>秋季的趋势,长链正构烷烃各单体在不同季节的夜间平均浓度均高于日间。

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图1. PM2.5和正构烷烃在采样期间的浓度时间变化趋势

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图2. 正构烷烃各单体在不同季节、昼夜间的浓度分布

此外,该研究还通过主碳峰(Cmax)、碳优势指数(CPI)和植物蜡贡献率(WNA%)等源指数与正交矩阵因子分解模型(PMF)对颗粒物中长链正构烷烃来源和贡献程度做进一步的判别与解析。研究发现,北京城市地区颗粒物中的正构烷烃以化石燃料燃烧为主的人为排放过程占主导地位,其中机动车排放占比达到57.56%,是城市地区颗粒物中正构烷烃的主要贡献。

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图3. 北京地区颗粒态正构烷烃的来源及贡献

本文的第一作者是中央民族大学硕士生杨济源,金军教授为通讯作者。

金军教授2010年入选教育部新世纪优秀人才支持计划,2014年入选国家民委中青年英才支持计划,2022年获宝钢优秀教师奖。近年来主持国家自然科学基金项目1项,参加国家自然科学基金项目2项,并主持多项省、部、校级项目。发表科研论文80多篇,出版教材3部,专著1部。主要研究方向:运用化学的原理和方法研究有机污染物在环境介质中的形成机制、迁移、转化过程及归趋,并开展有机污染物质对人体健康影响的评估。

(金军供稿,周宜君审校)


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