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Science:新研究质疑气态亚硝酸大气净化理论


Science:新研究质疑气态亚硝酸大气净化理论

气态亚硝酸(HONO)长期以来被认为是有助大气自我净化的重要物质。但一个科研小组 18 日在美国《科学》杂志上报告说,气态亚硝酸的贡献可能被“严重高估”。

在近地面大气层中,气态污染物一般通过与羟基自由基(OH)的氧化反应而被降解或去除,羟基自由基也因此被称为“大气清洁剂”。此前的理论认为,气态亚硝酸被光分解的化学反应,是近地面大气层中羟基自由基的重要来源,一般认为对羟基自由基一次生成的贡献可高达80%,但新研究结果与这一观点相左。

研究第一作者、德国于利希研究中心高级研究员李歆博士表示,他们利用架设在飞艇上的观测平台,对意大利北部地区地表以上 1 公里范围内(即大气污染集中发生的区域)的大气成分进行测量,并建立模型模拟研究近地面大气层气态亚硝酸的生成和去除。

结合大气中羟基自由基等物质的浓度,研究人员发现,上述气态亚硝酸生成羟基自由基的化学反应,应该是羟基自由基循环再生体系的一部分,即气态亚硝酸被光分解产生的羟基自由基,随即又被用来循环生成气态亚硝酸。也就是说,气态亚硝酸本身在循环过程中,尽管会生成大气羟基自由基,但这些生成物质很快就在循环过程中被大量消耗掉,对大气的清洁作用非常有限。

李歆表示:“传统认为的气态亚硝酸作为大气羟基自由基的一次来源,其贡献可能被严重高估。由于观测技术手段有限,长期以来,在地表的非均相化学反应一直被认为是大气中气态亚硝酸的主要来源。本研究表明,在未来的研究中,我们需要在单纯由气态物质参与的反应中寻找气态亚硝酸的可能生成途径。”

原文检索:

Xin Li, Franz Rohrer, Andreas Hofzumahaus, Theo Brauers, Rolf Häseler, Birger Bohn, Sebastian Broch,Hendrik Fuchs, Sebastian Gomm, Frank Holland, Julia Jäger, Jennifer Kaiser, Frank N. Keutsch,Insa Lohse, Keding Lu, Ralf Tillmann, Robert Wegener, Glenn M. Wolfe, Thomas F. Mentel,Astrid Kiendler-Scharr, and Andreas Wahner. Missing Gas-Phase Source of HONO Inferred from Zeppelin Measurements in the Troposphere. Science, 18 April 2014; DOI:10.1126/science.1248999

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