本報(bào)訊  中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院教授沈延安團(tuán)隊(duì)與美國加州大學(xué)圣地亞哥分校林莽博士、美國科學(xué)院院士Mark H. Thiemens等合作，在研究華南地區(qū)霧霾的物質(zhì)來源和形成機(jī)制上取得重要進(jìn)展。8月6日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表于美國《國家科學(xué)院院刊》。

研究人員首次將放射性硫同位素（35S）與穩(wěn)定硫同位素（32S/33S/34S/36S）相結(jié)合，以國家大氣環(huán)境背景值武夷山監(jiān)測(cè)站為研究點(diǎn)，探討華南地區(qū)氣溶膠物理傳輸途徑和化學(xué)形成機(jī)制。研究揭示了霧霾硫酸鹽組分存在非常顯著的33S和36S同位素非質(zhì)量分餾信號(hào)，結(jié)果表明33S的異常來源于平流層的光化學(xué)反應(yīng)，而36S的異常組成主要來源于化石燃料或生物質(zhì)的燃燒過程。

霧霾主要由硫酸鹽、硝酸鹽、有機(jī)碳和黑碳等組成，對(duì)硫酸鹽的穩(wěn)定硫同位素進(jìn)行高精度測(cè)定并探索其非質(zhì)量分餾信號(hào)成因，對(duì)正確認(rèn)識(shí)霧霾來源和形成機(jī)制具有指導(dǎo)意義。35S只在高層大氣生成，半衰期為87天，因此可有效地對(duì)霧霾來源及其物理傳輸途徑進(jìn)行示蹤。

研究人員通過系統(tǒng)測(cè)定華南氣溶膠的硫酸鹽、大氣中的二氧化硫以及代表性煤的穩(wěn)定硫同位素，發(fā)現(xiàn)氣溶膠硫酸鹽33S和36S的異常組成與大氣中二氧化硫和煤的同位素組成不同。放射性35S分析結(jié)果顯示，33S的異常組成與氣團(tuán)高度的變化密切相關(guān)，這說明二次硫酸鹽形成過程中硫循環(huán)經(jīng)歷了平流層的光化學(xué)反應(yīng)，然后沉降到對(duì)流層和地表。

另一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是36S異常與33S異常不存在相關(guān)性，但36S異常與硫氧化率及多種生物質(zhì)燃燒示蹤物的豐度均呈現(xiàn)強(qiáng)相關(guān)性。研究結(jié)果表明，在東亞及北美地區(qū)廣泛觀測(cè)到的氣溶膠硫酸鹽36S異常，主要是由化石燃料或生物質(zhì)燃燒直接生成的一次硫酸鹽氣溶膠造成的。該研究證明了硫同位素是追蹤不同成因霧霾硫酸鹽來源和形成機(jī)制的有力手段。

相關(guān)論文信息：http://www.pnas.org/content/early/2018/07/31/1803420115

（記者  楊保國）