ACP: 代表性钙盐镁盐大气颗粒物的吸湿性

唐明金 研究员

海盐颗粒物和矿质颗粒物分别是全球排放量第一大和第二大的气溶胶颗粒物,对大气环境和气候有非常重要的影响。矿质颗粒物中含有丰富的碳酸盐矿物(比如石灰石和白云石等),这些碳酸盐矿物在大气中与氮氧化物等酸性气体发生非均相反应,将生成Ca(NO3)2等二次产物;另一方面,MgCl2和CaCl2是海盐颗粒物的重要成分。

中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室博士研究生郭利亚和顾文君同学(导师:唐明金研究员)使用蒸汽吸附分析仪和加湿串联电迁移率分析仪,通过测量颗粒物的质量和直径随相对湿度的变化,系统研究了八种代表性钙盐和镁盐大气颗粒物(包括Ca(NO3)2、Mg(NO3)2、MgCl2、CaCl2、Ca(HCOO)2、Mg(HCOO)2、Ca(CH3COO)2和Mg(CH3COO)2)的吸湿性,研究成果近日由Atmospheric  Chemistry and Physics发表。该研究发现,这八种物质的吸湿性有较大差别,但都强于石灰石和白云石等碳酸盐矿物,这表明非均相反应能够显著增强碳酸盐矿质颗粒物的吸湿性;同时,MgCl2和CaCl2的吸湿性弱于NaCl(海盐颗粒物的主要成分),表明实际海盐颗粒物的吸湿性将低于NaCl。此外,本研究还深入探讨了温度对这八种颗粒物吸湿性的影响。这项研究对于认识实际大气中矿质颗粒物和海盐颗粒物的吸湿性具有重要意义。

本研究受到国家自然科学基金委重大研究计划(91744204和91644106)、中国科学院国际合作局对外合作重点项目项目(132744KYSB20160036)、环境模拟与污染控制国家重点联合实验室(北京大学分室)开放基金(17K02ESPCP)以及中国科学院“百人计划”的资助。主要合作者包括中国科学院化学研究所王炜罡研究员和葛茂发研究员、北京大学吴志军研究员和胡敏教授、澳门大学黎永杰教授和中国科学院广州地球化学研究所王新明研究员等人。

 文章信息:Guo, L. Y., Gu, W. J., Peng, C., Wang, W. G., Li, Y. J., Zong, T. M., Tang, Y. J., Wu, Z. J., Lin, Q. H., Ge, M. F., Zhang, G. H., Hu, M., Bi, X. H., Wang, X. M., and Tang, M. J.: A comprehensive study of hygroscopic properties of calcium- and magnesium-containing salts: implication for hygroscopicity of mineral dust and sea salt aerosols, Atmos. Chem. Phys., 19, 2115-2133, 2019

https://www.atmos-chem-phys.net/19/2115/2019/

延伸阅读:Tang, M. J., Cziczo, D. J., and Grassian, V. H.: Interactions of Water with Mineral Dust Aerosol: Water Adsorption, Hygroscopicity, Cloud Condensation and Ice Nucleation, Chem. Rev., 116, 4205–4259, 2016