當(dāng)前與氣溶膠顆粒密切相關(guān)的霧霾污染事件仍然頻繁發(fā)生，特別是二次氣溶膠的形成，會(huì)迅速加重大氣中顆粒物污染程度，對(duì)自然環(huán)境及人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，了解氣溶膠的二次生成和清除過(guò)程對(duì)于空氣污染的控制具有重要指導(dǎo)意義。目前對(duì)于二次氣溶膠的估算是聯(lián)合多物質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行分析，該方法相對(duì)復(fù)雜且指標(biāo)選用尚存爭(zhēng)議。探索其它以單元素追蹤的方案可提供一種較為簡(jiǎn)單、直觀的方式。那么，建立一種單元素指示二次氣溶膠的產(chǎn)生，而且可以共同關(guān)注氣溶膠清除的示蹤方法將會(huì)是一個(gè)有益的嘗試。
鈹（Be）元素的放射性同位素7Be（半衰期53.29天）和10Be（半衰期1.39百萬(wàn)年）僅由宇宙射線生成，因二者具有相同的地球化學(xué)行為、較大的半衰期差異和穩(wěn)定的吸附特性等，成為了一種理想的示蹤劑。
加速器質(zhì)譜中心付云翀正高級(jí)工程師率技術(shù)團(tuán)隊(duì)在3百萬(wàn)伏特的加速器質(zhì)譜儀（AMS）建立了低樣品量、高精度的7Be-10Be-AMS分析方法，打破了7Be傳統(tǒng)衰變法的束縛。該平臺(tái)從方法創(chuàng)建，逐步形成批量化的分析能力，由此首次獲得高精度的西安地區(qū)秋冬時(shí)期大氣中7Be和10Be日分辨率數(shù)據(jù)。
據(jù)此進(jìn)行氣溶膠二次生成與清除研究，指出7Be和10Be濃度可有效反應(yīng)氣溶膠的二次生成及清除過(guò)程，并定量計(jì)算了短期氣溶膠中二次氣溶膠貢獻(xiàn)量。此外，10Be/7Be比值的引入，表征了垂直方向的平流層氣團(tuán)入侵對(duì)氣溶膠的清除有一定效果，豐富了傳統(tǒng)對(duì)于污染物擴(kuò)散清除過(guò)程的觀點(diǎn)。同時(shí)，研究針對(duì)大氣污染防治重點(diǎn)區(qū)域“汾渭平原”中的重點(diǎn)城市西安，給出了大氣污染物防控的科學(xué)建議。
上述研究是所級(jí)中心基于7Be-10Be-AMS分析技術(shù)的成功開(kāi)發(fā)下促成的新應(yīng)用生長(zhǎng)點(diǎn)，也豐富了大氣7Be和10Be在關(guān)于氣溶膠研究過(guò)程中的作用。該研究成果獲得中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)（XDB40000000）、國(guó)家自然科學(xué)基金（11975240）和中科院青促會(huì)的共同支持。該成果發(fā)表于國(guó)際期刊《Science of The Total Environment》上。
Xuke Liu, Yunchong Fu*, Qiyuan Wang, Yanting Bi, Li Zhang, Guoqing Zhao, Feng Xian, Peng Cheng, Luyuan Zhang, Jiamao Zhou, Weijian Zhou*. Unraveling the process of aerosols secondary formation and removal based on cosmogenic beryllium-7 and beryllium-10. Sci. Total. Environ., 2022, 153293.
文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969722003849?via%3Dihub
圖1 基于7Be和10Be示蹤氣溶膠二次生成與清除的示意圖
