千萬IP創(chuàng)科普 科技人才話強(qiáng)國丨中國“智造”，測出精準(zhǔn)大氣數(shù)據(jù)

活性氮是一類隱藏在大氣中的“小角色”，但它們的作用卻不容小覷。這些微量氣體包括過氧乙?；跛狨ィ≒AN）、氮氧化物（NOx）、三氧化氮（NO3）和五氧化二氮（N2O5）等含氮化合物，在大氣化學(xué)中發(fā)揮核心樞紐作用，連接著許多復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。

通過精準(zhǔn)測量這些活性氮，我們能更深入地了解大氣的氧化性和污染物的生成機(jī)制，從而為精準(zhǔn)防控空氣污染提供科學(xué)依據(jù)。

迎難攻堅，突破“卡脖子”技術(shù)

來自中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、中國氣象科學(xué)研究院等多家單位的研究團(tuán)隊迎難而上，通過一系列創(chuàng)新研發(fā)，成功打造出多款大氣活性氮在線檢測儀器，讓測量更加精準(zhǔn)可靠。這些儀器能夠精準(zhǔn)檢測PAN、NOx、NO3、N2O5等關(guān)鍵物質(zhì)，解決了現(xiàn)有技術(shù)的諸多局限。

例如，他們通過多項核心技術(shù)的研發(fā)，成功研制并優(yōu)化了大氣PAN在線檢測系統(tǒng)，將測量不確定性從±30%降低到±5%，并解決了ECD檢測技術(shù)線性響應(yīng)范圍窄的問題，使PAN可以在0-200ppbv范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高精度檢測。不僅如此，利用光化學(xué)反應(yīng)原理，他們成功實(shí)現(xiàn)了大氣中NOx和PAN的同步高精度檢測，這項突破解決了國際NOx分析儀的干擾問題，同時將檢測限提高至30pptv。

這些新型儀器的誕生，減少了測量誤差，并能同步檢測多種大氣活性氮，突破了技術(shù)局限，獲得多項專利，成功推動了我國大氣監(jiān)測技術(shù)的創(chuàng)新。

中國“智造”，測出精準(zhǔn)大氣數(shù)據(jù)

有了這些自主研發(fā)生產(chǎn)的儀器，科學(xué)家們得以更精確地測量出符合我國實(shí)際情況的大氣“本土數(shù)據(jù)”。通過這些數(shù)據(jù)，科學(xué)家們深入研究了不同地區(qū)大氣活性氮（如PAN、NOx、NO3、N2O5）的濃度水平及變化特征，揭示了這些關(guān)鍵污染物的來源與分布。研究發(fā)現(xiàn)，城市和農(nóng)村的大氣活性氮濃度普遍高于沿海和高原地區(qū)，且不同區(qū)域的污染物形成機(jī)制有所不同。
在城市，PAN主要由人為排放的揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）控制，而沿海和高原地區(qū)則受VOCs與NOx的共同影響。研究還發(fā)現(xiàn)，北京城郊夜間的大氣NO3濃度隨著大氣污染治理的推進(jìn)不斷上升，對夜間大氣氧化性和顆粒態(tài)硝酸鹽的形成貢獻(xiàn)顯著。

這些重要發(fā)現(xiàn)不僅為我國大氣復(fù)合污染治理提供了新的科學(xué)依據(jù)，還為制定更具針對性的空氣質(zhì)量改善措施鋪平了道路。隨著這些研究成果的持續(xù)應(yīng)用，我們有望在未來見證更清潔、更健康的生活環(huán)境。這些研究成果已經(jīng)在環(huán)境領(lǐng)域的頂級期刊上發(fā)表，不僅彰顯了我國科研水平的進(jìn)步，也為全球大氣污染治理提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和借鑒。

文：牛明澤 四川大學(xué)博士

審稿：祝葉華 清華大學(xué)環(huán)境工程博士