近日，重点实验室章炎麟教授团队在同位素源解析、重金属示踪、自由对流层重金属长距离迁移等领域取得重要进展，研究工作分别以“Nitrogen isotope fractionation during gas-to-particle conversion of NOx to NO3- in the atmosphere – implications for isotope-based NOx source apportionment”，“First long-term and near real-time measurement of trace elements in China’s urban atmosphere: temporal variability, source apportionment, and precipitation effect”和“Enhancements of Particulate Arsenic over the Subtropical Free Troposphere: Impact by South Asian Biomass Burning ”为题在大气科学重要期刊《Atmospheric Chemistry and Physics》连续发表3篇论文。上述工作得到国家重点研发计划及国家自然科学基金等项目资助。章炎麟教授为论文的通讯作者，课题组常运华博士和林煜棋教授为第一作者，主要合作单位还包括中国科学院、台湾地区中央研究院以及瑞士巴塞尔大学等研究机构。
研究一以我国长三角典型冬季重污染期为研究对象，基于贝叶斯同位素混合模型发现，机动车是城市NOx的最主要来源（大约占2/3）。另量子计算化学和大气化学传输模型的结果共同印证了五氧化二氮水解是南京硝酸盐颗粒物形成的最重要途径。研究还通过整合国内及周边相关硝酸盐同位素结果判断，如若不考虑氮同位素分馏效应，则以往研究至少高估了30%的燃煤对NOx排放的贡献。
研究二揭示了上海城市大气颗粒物重金属的在线连续（小时分辨率）监测结果及其在不同时间尺度的变化。研究发现上海城市大气颗粒物重金属的来源贡献由大到小依次为道路交通（包括尾气直接排放、道路扬尘以及刹车片和轮胎磨损等；平均贡献680 ng·m-3，占比46.0%）、煤燃烧（平均贡献280 ng·m-3，占比18.5%）、有色金属冶炼加工（平均贡献220 ng·m-3，占比14.9%）、钢铁冶炼加工（平均贡献220 ng·m-3，占比14.7%）和船舶（平均贡献87 ng·m-3，占比5.9%）。
研究三利用在台湾地区高山测站(合欢山测站，海拔高度3001米)观测数据，发现当大气气团来自于南亚时，气溶胶中As平均浓度最高。利用气团轨迹、WRF-Chem模型及与生物质燃烧的追踪物质的分析结果显示，合欢山春季极高As事件主要来自于南亚的生物质燃烧。此外，在此研究中针对南亚生物质燃烧期间所产生 As的排放因子(As/CO~0.00001)，推估透过南亚生物质燃烧，每年可排放0.17公吨的As致大气中，此量虽占全球As排放量0.1%以下，但严重影响下风处亚热带地区自由边界层春季气溶胶As的分布，更证实会影响区域性As的循环。
上述研究可以对雾霾污染物排放和控制、重金属来源示踪及其地球化学循环过程等提供重要的科学依据和理论基础。据悉，近年来章炎麟教授团队依托于学校同位素大气化学综合实验室在气溶胶环境地球化学领域取得了一系列进展，在大气科学和环境科学领域重要期刊上共发表SCI论文超过20篇（http://www.atmosgeochem.com/，https://www.researchgate.net/profile/Yanlin_Zhang）。
图1 生物质燃烧试验直接证明硝酸盐成核过程存在显著的氮同位素分馏
图2 上海城市重金属监测的站点布设及周边重金属污染排放源情况
图3 合欢山测站气团轨迹结果分类及各气团轨迹分类下气溶胶As的平均浓度
论文全文链接：
https://www.atmos-chem-phys.net/18/11647/2018/acp-18-11647-2018.html
https://www.atmos-chem-phys.net/18/11793/2018/
https://www.atmos-chem-phys-discuss.net/acp-2018-108/
（章炎麟 常运华 林煜棋）