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12月15日，大連理工大學(xué)環(huán)境學(xué)院謝宏彬教授團隊在大氣顆粒物形成機制方面取得突破性進展，成果“碘氧酸增強大氣硫酸顆粒物的成核”(Iodine oxoacids enhance nucleation of sulfuric acid particles in the atmosphere)在國際期刊《科學(xué)》(Science)上發(fā)表。該研究提出了大氣顆粒物形成的新理論，不僅推動全球二次顆粒物成因研究的進展，而且為在全球碘和硫協(xié)同排放背景下，顆粒物氣候效應(yīng)及健康效應(yīng)的研究提供了新方向。謝宏彬教授為通訊作者之一，團隊的博士后馬芳芳和博士研究生張镕潔為共同作者。

大氣顆粒物對人體健康和全球氣候變化具有重要影響，而揭示顆粒物的成因，是防控大氣污染及氣候變化的關(guān)鍵。以往對顆粒物形成機制的認識，導(dǎo)致顆粒物的形成速率被嚴重低估。因此，正確揭示大氣顆粒物形成的前體物及相關(guān)機制，一直是大氣環(huán)境科學(xué)研究的前沿科學(xué)問題和研究難點。

基于上述問題，謝宏彬教授團隊和國際合作者從2018年開始，歷時五年時間，突破方法學(xué)難點、經(jīng)過反復(fù)的實驗及研討，最終建立新的研究方法并提出新的二次顆粒物形成機制。該研究發(fā)現(xiàn)大氣碘酸和亞碘酸促進硫酸顆粒物的形成，三元碘酸-亞碘酸-硫酸機制的顆粒物形成速率比傳統(tǒng)的硫酸-氨氣二元機制高10-10000倍，成為主導(dǎo)的海洋大氣顆粒物形成機制。所發(fā)現(xiàn)的顆粒物高形成速率的內(nèi)在機制是：（1）碘酸、亞碘酸和硫酸可以形成強的鹵鍵；(2)亞碘酸具有堿性，與硫酸發(fā)生酸堿反應(yīng)；(3)碘酸促進硫酸負離子的形成。

圖1碘酸-亞碘酸-硫酸(-氨氣)機制的顆粒物形成速率

圖2全球各地檢測到的HIO3:H2SO4比率(A)及HIOx對顆粒物形成的促進效應(yīng)(B)

近年來，謝宏彬教授團隊一直致力于識別顆粒物前體物的形成機制和方法學(xué)研究，近五年，以通訊作者，在環(huán)境領(lǐng)域權(quán)威期刊JACS(1篇)，ES&T(13篇)及ACP(3篇)等期刊發(fā)表論文30余篇，為預(yù)測氣候變化和城市大氣顆粒物污染防控提供理論支撐。

以上工作得到國家自然科學(xué)基金重點項目和國家重點研發(fā)項目的支持。

論文鏈接：https://www.science.org/doi/epdf/10.1126/science.adh2526