中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所在機動車尾氣氨氣氮同位素源譜特征研究中獲進展

氨氣是大氣中的含氮堿性氣體，與大氣酸性氣體結(jié)合可促進大氣PM2.5 的生成，被稱為霧霾形成的“催化劑”。確定大氣中氨氣來源對制定有效的氨減排措施十分重要。氮穩(wěn)定同位素自然豐度（用δ15N 表示）技術(shù)是解析大氣環(huán)境中含氮氣體污染物和顆粒物來源的有力工具。多項有關(guān)氨氣源解析的研究表明，機動車尾氣氨排放是城市大氣中氨氣的重要來源，但對于機動車尾氣氨氣氮同位素特征的量化卻十分有限，增加了源解析結(jié)果的不確定性。

基于此，中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所穩(wěn)定同位素生態(tài)學團隊采用兩種主動采樣方式（為避免采樣過程發(fā)生穩(wěn)定同位素分餾作用），即顆粒物-氣體順序捕集的多噴嘴串聯(lián)沖擊式采樣系統(tǒng)（MCIs）和氣體-顆粒物順序捕集的蜂窩型擴散管-濾膜采樣系統(tǒng)（CCSCs），同時收集了遼寧省沈陽市區(qū)內(nèi)一段長約2.4 千米的城市隧道內(nèi)機動車排放的氨氣，并測定其氮穩(wěn)定同位素特征。研究表明，兩種主動采樣方式在氨氣濃度測定上有較好的一致性，MCIs獲得機動車尾氣氨氣的δ15N值為6.3±1.6‰，略高于CCSCs的結(jié)果（4.8±2.3‰），兩種采樣方法δ15N值相差約1.5‰（如圖）。δ15N 存在差異的原因可能是CCSCs 采樣系統(tǒng)吸收NH3 存在飽和，因此推薦6.3‰作為機動車尾氣排放氨氣的源譜值。該研究對于降低大氣氨氣來源解析的不確定性有重要意義。

圖1 城市機動車尾氣氨氣采集裝置和氨氣δ15N值

相關(guān)研究成果以15N natural abundance of vehicular exhaust ammonia,quantified by active sampling techniques 為題，發(fā)表在Atmospheric Environment 上。沈陽生態(tài)所博士生宋琳琳為論文第一作者，研究員方運霆為論文通訊作者。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、大氣重污染成因與治理攻關(guān)項目等的支持。