发布时间:2019-12-31 15:57 原文链接: 城市大气硝态氮稳定同位素特征及其源解析研究获进展

  大气硝酸盐是大气氮氧化物的汇,可通过沉降的方式进入陆地和海洋生态系统并成为生态系统重要的氮来源。氮沉降量增加过度会产生一系列生态环境问题,如土壤酸化、水体富营养化等。我国由于经济高速发展,硝酸盐的前体物质NOx排放不断增加,是氮沉降量增加的重要因素。因此了解不同排放源对大气无机氮的贡献,有助于政府制定控制NOx排放的政策与措施。目前研究表明,氮稳定同位素自然丰度技术是快速、及时解析不同源对大气氮氧化物贡献的有效手段。然而由于硝酸盐形成过程中存在同位素分馏作用的影响,精确量化不同排放源对大气NO3-的贡献仍存在困难。

  中国科学院沈阳应用生态研究所稳定性同位素研究团队,以东北区域典型氮污染城市沈阳为例,通过测定降水中硝酸盐含量和δ15N的季节性变化进而探究影响大气硝酸盐δ15N的主要因素,并重点探讨了源解析过程中是否要考虑NO和NO2转化过程(NOx循环)中的同位素分馏作用。研究结果表明:从2016-2017年,沈阳总无机氮沉降量为19.8 kg N ha-1 a-1,其中硝态氮为10.5 kg N ha-1 a-1,铵态氮为 9.3 kg N ha-1 a-1,夏季沉降量明显高于冬季;δ15N-NO3-的均值为0.9±4.0‰,且冬季高夏季低,变化范围为-4.9‰到8.3‰(图1)。比对结果表明大气硝酸盐形成过程中NOx循环导致的分馏作用对δ15N-NO3-的影响可以忽略,煤燃烧和土壤排放的季节性差异是导致δ15N-NO3-冬季高夏季低的主要原因(图2)。煤燃烧和汽车尾气对大气NOx贡献占54-67%(图2b)。

   该研究得到国家重点研发计划、中科院前沿重点研究项目、国家自然科学基金委员会面上项目、王宽诚率先人才计划卢嘉锡国际团队项目以及大气重污染成因与治理攻关项目的支持。研究成果“Nitrate isotopic composition in precipitation at a Chinese megacity: Seasonal variations, atmospheric processes and implications for sources”发表于Earth and Space Science。通讯作者为研究员方运霆,第一作者为其博士生李郑杰。


图1. 沈阳降水δ15N-NO3-、量化分馏 δ15N-NO2(shift) 以及排除分馏后计算得到的δ15N-NOx的季节性变化规律。红、灰、蓝、绿阴影表示参考已有研究得到的不同排放源释放的δ15N-NOx的值


图2. 不同源在考虑(a)和不考虑(b)NOx循环过程中分馏效应的情况下不同季节对沈阳降水NO3-的贡献

相关文章

犹如向大海滴水,他们成功做到给城市“量”呼吸

“如果把城市比作人,城市也会呼吸,吸入氧气并呼出二氧化碳。以往我们更多关注污染物和二氧化碳的排放,理所当然地认为氧气含量足够,但现在越来越多的证据表明,氧气已被过量消耗,这会给人类的生命健康带来巨大威......

魏科:臭氧层正在逐步“愈合”

世界气象组织日前指出,如果维持现行保护政策,预计到2040年,除南北极之外的全球其他地区的臭氧层将恢复至1980年之前的水平。尽管臭氧层完全恢复尚需时日,但人类已经看到胜利的曙光。1987年,国际社会......

《大气中国》系列报告发布

“对比欧美和亚洲其他典型国家的多个指标,中国已成为全球空气质量改善最快的国家,这得益于中国空气质量标准修订和排放标准提升等一系列关键措施。”在近日举行的2022中国蓝天观察论坛上,亚洲清洁空气中心中国......

210亿!财政部下达2023年大气污染防治资金,最高河北35亿

 因疫情影响,导致各种会议、展会暂停或延期举办,为了充分展示秸秆、畜禽粪污等农林废弃物行业发展,展示优秀品牌企业、挖掘创新技术、推广应用产品,传播区域项目信息,宣传先进经验,现诚邀地方政府、......

研究证实动物对大气的大规模电效应

根据英国科学家的一项新研究,成群的蜜蜂能够产生强度相当于雷暴的电场。相关研究10月24日发表于国际科学期刊《iScience》杂志上。据美国有线电视新闻网(CNN)10月26日报道,英国布里斯托大学的......

低层大气极端事件影响中高层大气机制研究方面获进展

我国地域辽阔,南北方向覆盖中低纬度,东西方向横跨四个时区,地形地貌复杂多样,拥有世界上最高的高原、丘陵、平原等多种地形地貌以及漫长海岸线,呈现出独一无二的地形地貌特征,造就了我国上空高层大气扰动受剧烈......

低层大气极端事件影响中高层大气机制获进展

我国地域辽阔,南北方向覆盖了中低纬度,东西方向横跨4个时区,并且地形地貌复杂多样,拥有世界上最高的高原、丘陵、平原等多种地形地貌,还拥有漫长海岸线,在世界上呈现出独一无二的地形地貌特征,也造就了我国上......

《科学》刊发刘坤祥等发现植物硝酸盐信号“开关

《科学》在线发表西北农林科技大学教授刘坤祥领衔的植物氮素营养团队的最新研究成果 。西北农林科大供图 9月23日,《科学》在线发表西北农林科技大学教授刘坤祥领衔的植物氮素营养团队的最......

他“驯服”了稀土铈,用“脱硝”守护蓝天白云

“我的梦想是通过不断的科技创新,为大气污染治理工作服务,还天空一片湛蓝白云飘,还河流一片澄明见底空。”南京工业大学材料科学与工程学院教授沈岳松,出生于青山绿水之地安徽望江,是一个“80后”科研人,自2......

南极洲变成粉红色汤加火山成了“艺术家”

近日,科学家们在南极洲观看到了一种罕见的现象。本应在隆冬时节一片黑暗的南极洲上空,却被耀眼的粉红色霞光笼罩。造成这种现象的,居然与发生在今年一月份、距离南极洲7000公里的汤加火山喷发有关。为何与汤加......