细颗粒物是大气复合污染和气候变化的核心污染物。申请者针对细颗粒物的化学行为及来源解析这一关键科学问题,在典型地区开展长期定点深入研究取得重大进展①从颗粒有机物分子水平上确定我国餐饮源和机动车排放特征,基于有机示踪物定量解析了颗粒物来源,量化了二次转化对POM和PM2.5贡献,提出二次转化在细颗粒物控制中的重要性;②报道了我国城市、乡村和海洋环境下新粒子生成,阐明了高污染条件下新粒子生成特征及硫酸-氨-水三元成核机制,量化了新粒子生成对云凝结核增加作用;③揭示了我国沿海二甲基硫DMS分布和变化规律,证实了陆源污染对DMS释放的增强机理,量化了DMS对硫酸盐气溶胶的贡献,为揭示DMS气候效应奠定了基础。主持NSFC基金、973和863课题等11项,发表文章83篇SCI 66篇,他引230次,专著二部。获教育部科技进步一等奖(排名第2)。开展细和超细颗粒有机物来源解析及二次有机物生成机制研究。
particulate organic matters;secondary organic aerosols;source apportionment;new particle formation;formation mechanism
围绕我国重大环境问题细颗粒物PM2.5化学行为、来源解析及环境影响,建立颗粒物理化特性分析与烟雾箱和模式模拟方法、开展城市大气环境定位观测站长期观测和综合观测实验,推动了我国大气监测和化学分析水平的全面提升。1. 鉴于颗粒有机物POM是PM2.5最重要组成的认识,建立多种方法综合解析PM2.5和POM来源贡献,基于分子水平有机物示踪、C14同位素示踪、高分辨气溶胶质谱AMS与受体模型结合,形成系统的源解析闭合与验证方法,识别并量化了PM2.5来源贡献。确立了我国PM2.5源排放特征谱,提出了二次转化及其气态前体物在区域性PM2.5控制中的重要性,为我国PM2.5有效控制提供了重要科学依据。作为环保部全国重点地区城市大气污染物来源研究工作小组成员,具体培训和指导多个城市PM2.5源解析工作,承担完成了2014年环保部9个城市PM2.5源解析任务中的2个,受Natl Sci Rev邀请撰写京津冀颗粒物源解析综述文章。2. 在国内最早开拓高分辨气溶胶质谱AMS研究领域,对有机气溶胶进行了高精度化学表征,准确深入地揭示二次有机气溶胶转化与演变。获得的O/C和OM/OC等关键参数被美国环保局采用作为反映典型高污染地区有机气溶胶老化程度的参数;解析得到的煤燃烧源、餐饮源等因子的质谱源谱成为国内外同行的参照标准。3. 建立“准实际”环境大气烟雾箱研究平台,揭示颗粒物理化特征的演变规律及二次转化机制。4. 阐明我国高污染、强氧化性大气条件下新粒子独特的生成特征,揭示了有机物在新粒子生成过程中的重要作用,评价污染环境新粒子生成对云凝结核的贡献。北大定位站是国际上少数几个新粒子生成长期观测站之一,被Chem Rev邀请合作发表综述文章,研究成果被Nature Protocols等引用,成为国际上污染地区典型案例。5. 通过综合分析探究我国霾的生成机制,揭示同时发生有效的颗粒物核化和持续快速的颗粒物增长是我国霾污染较世界其他地区严重的重要原因,发表Chem Rev、PNAS、Environ Sci Technol和Atmos Chem Phys 等SCI文章25篇(IF>5的14篇),H指数35。荣获“中国青年女科学家”,受聘长江学者特聘教授,获教育部科技进步一等奖(排名第5)。引进千人计划和青年千人等优秀人才和培养青年骨干,形成具有国内外影响力的“颗粒物来源解析及环境影响”研究团队。