大气中气溶胶的质量浓度主要由一次排放、二次形成过程和气象条件决定。气溶胶中二次形成的组分(二次气溶胶)占有很大比例，例如在亚洲主要城市中非难熔亚微米气溶胶(NR-PM₁)中二次组分占64% - 92%。因此，了解气溶胶二次组分的特征和形成途径对于降低气溶胶的质量浓度并减轻其对环境和人类的影响至关重要。 

　　近日，中科院城市环境研究所陈进生研究团队在大气科学领域重要学术期刊Atmospheric Environment发表题为Chemical composition of NR-PM₁ in a coastal city of Southeast China: Temporal variations and formation pathways的研究论文。该论文基于高时间分辨率的四级杆在线气溶胶化学形态监测仪(Q-ACSM)分析了我国沿海地区气溶胶化学组分年际变化特征和二次组分主要形成途径。城市环境研究所陈宇萍博士生为论文第一作者，通讯作者为陈进生研究员、徐玲玲副研究员。 

　　本研究利用Q-ACSM的外场观测数据，调查了2017年、2018年和2020年中国东南沿海城市厦门夏季和冬季NR-PM₁中化学成分的变化。近年来NR-PM₁的质量浓度明显下降，但NR-PM₁的化学组成变化不大，其中有机气溶胶(OA)占比有所增加而硝酸盐(NO₃)占比略微下降。SO₄和NO₃的占比呈现明显的季节差异。SO₄是夏季主要的二次无机气溶胶组分。夏季的SO₂较低，而SO₄浓度较高可能是由于SO₄的有效形成，形成途径以光化学反应为主导。冬季NR-PM₁中NO₃的占比增加，是由高浓度的前体物NO₂或/和NO₃的有效形成以及低温利于NO₃气粒分配协同作用的。 

　　在本研究中，利用PMF/ME-2模型将OA因子分解为一次有机气溶胶(POA)、氧化程度较低的含氧气溶胶OA (LO-OOA)和氧化程度较高的含氧气溶胶OA (MO-OOA)。OOA在NR-PM₁的占比为30.4% - 38.0%。2020年OOA/SIA比值增加，表明二次有机组分对气溶胶的重要性增加。光化学反应是夏季OOA形成的主要途径，并且对LO-OOA的形成比MO-OOA的形成更有效。在冬季，OOA的日变化和主要形成途径年际间存在差异。2017年冬季的OOA主要由光化学过程贡献，光化学反应也进一步促进LO-OOA向MO-OOA的转化。2018年冬季光化学反应和液相反应都可能有助于OOA的形成。而2020年冬季的MO-OOA/LO-OOA比值随着液态水含量(LWC)和O_x的增加而明显下降。然而，就日变化而言，没有发现LO-OOA的浓度比MO-OOA增加更显著。因而可以推测传输在影响2020年冬季OOA浓度变化的过程中发挥了重要作用。与2017年和2018年相比，2020年OA的氧化程度有所升高，原因可能是2020年远距离输送气团对研究区域OA的氧化程度影响较大。 

　　本研究可为区域环境空气质量改善提供科学参考依据，项目研究得到中科院先导专项培育项目课题(XDPB1903)，国家重点研发计划课题(2016YFC02005)，国家基金委-福建省海峡联合基金(U1405235)等项目的资助。 

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图1. NR-PM1质量浓度(a)及化学组分在NR-PM1中的占比(b)