En dimma händelse i Gucheng, Hebei-provinsen vintern 2018. Kredit:ZHAO Xiaoxuan
Aktuella luftföroreningsstudier bygger till stor del på aerosolmasspektrometrar, varav de flesta bara kan mäta submikron aerosol (PM 1 ) arter – partiklar med en aerodynamisk diameter mindre än 1 μm.
I många studier, PM 1 aerosolarter används därför för att validera arter av PM 2.5 (partiklar med en aerodynamisk diameter mindre än 2,5 μm) i modeller för kemisk transport, och uppskatta partikelsyra (pH) och aerosolvatteninnehåll som är nyckelparametrar för att studera heterogena reaktioner.
Dock, finns det kemiska skillnader mellan PM 1 och PM 2.5 ? Kommer skillnaderna att medföra osäkerheter i studier av luftföroreningar, speciellt i mycket förorenad miljö?
Prof. Sun Yele och hans team från Institute of Atmospheric Physics (IAP) vid den kinesiska vetenskapsakademin försökte svara på dessa frågor genom att karakterisera de kemiska skillnaderna mellan PM 1 och PM 2.5 i en mycket förorenad miljö i norra Kina på vintern med hjälp av en nyutvecklad PM 2.5 Time-of-Flight Aerosol Chemical Speciation Monitor. Deras studie publicerades i Geofysiska forskningsbrev .
De fann att förändringarna i PM 1 /PM 2.5 förhållanden som en funktion av relativ fuktighet (RH) var i hög grad olika för primära och sekundära aerosolarter.
"Om organiska ämnen är den dominerande komponenten (> 50 %) av partiklar och RH är under 80 %, den kemiska arten i PM 1 skulle vara starkt korrelerad med de i PM 2.5 . PM 1 kan vara representativ för PM 2.5 , sa SUN, den första och motsvarande författaren till denna studie.
"Dock, om sulfat, nitrat, och sekundär organisk aerosol som bildas från sekundär bildning är dominerande komponenter, det skulle vara stora kemiska skillnader mellan PM 1 och PM 2.5 vid RH> 60 %. Den främsta anledningen är att dessa sekundära arter har högre hygroskopicitet och kan ta upp mer vatten under högre RH-perioder, " han sa.
Sun utvärderade också effekterna av kemiska skillnader mellan PM 1 och PM 2.5 på förutsägelser av pH och aerosolvatteninnehåll med termodynamisk modellering. Enligt studien, de kemiska skillnaderna mellan PM 1 och PM 2.5 har försumbar inverkan på pH-förutsägelse, men har en stor inverkan på förutsägelse av aerosolvatteninnehåll med upp till 50-70%.
"Våra resultat är viktiga eftersom aktuella luftföroreningsstudier i mycket förorenad miljö, särskilt under allvarliga händelser med hög RF måste beakta de kemiska skillnaderna mellan PM 1 och PM 2.5 , sa SUN, "Validering av modellsimuleringar i kemiska transportmodeller måste också beakta sådana skillnader."
