汾渭平原是我国大气污染防治行动计划中，与京津冀和长三角并列的三大重点区域之一。近年来，随着对污染源的控制与治理，汾渭平原的大气污染从富含硫酸盐转变为富含硝酸盐。空气污染问题仍没有得到根本性的解决。为了进一步了解PM2.5的增长机制及硝酸盐形成的关键因素，有效减轻空气污染，对汾渭平原重点城市开展针对颗粒物变化趋势、影响因素和污染源特征的深入研究至关重要。对研究该区域及我国北方其他城市PM2.5发生发展规律、产生机制及驱动因素等具有代表意义，为相关部门制定有针对性的大气污染协同控制措施提供科学证据，为全面提高我国城市地区的空气质量具有重要的现实意义。
地球环境研究所科研人员于2017年至2020年在西安和宝鸡开展多次气溶胶高时间分辨率实时观测，结合气象要素和气溶胶前体物，综合运用机器学习模型等方法探讨了该区域气溶胶中离子组分的时空分布特征、形成机制和对PM2.5增长速度的影响等。研究结果表明，随着气溶胶污染的加重，硝酸盐对PM2.5质量浓度的贡献显著增加，大气中过量氨(NH3)是导致NO3-高浓度的主要因素之一。机动车限行协同减排了NOx和NH3，可有效缓解颗粒物污染。颗粒物爆发性增长在污染过渡期（75 μg m-3≤PM2.5<150 μg m-3）发生的频率最高。相对湿度和一次排放源是影响PM2.5爆发性增长的重要因素和主要来源。
以上成果发表于国际学术期刊Particuology （苏慧为第一作者）和Atmospheric Environment（李焕为第一作者），通讯作者为张婷高级工程师。该研究得到中国科学院西部之光（XAB2021YN05）、宝鸡市大气污染防治“一市一策”驻点跟踪研究（DQGG-05-36）、国家大气研究计划（2017YFC0212200）、国家自然科学基金（41503123）和中国科学院战略重点研究计划（XDB40000000）等多个项目的联合资助。
Su, H., Zhang, T.*, Liu, S. X., Qu, Y., Li, H., Zhou, J. M., Zhao, Z. Z., Wang, Q. Y., Li, L., Shen, M, X., Chen, S. Y., Ho, S. S. H., Cao, J. J., 2023. Growth of nitrate contribution to aerosol pollution during wintertime in Xi'an, northwest China: Formation mechanism and effects of NH3. Particuology. 87, 303-315.
https://doi.org/10.1016/j.partic.2023.09.014
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Li, H., Zhang, T.*, Su, H., Liu, S. X., Shi, Y. Q., Wang, L. Y., Xu, D. D, Zhou, J. M., Zhao, Z. Z.,Wang, Q. Y., Ho, S. S. H., Qu, Y., Cao, J. J., 2024. Factors affecting the different growth rates of PM2.5：Evidence from composition variation, formation mechanisms, and importance analysis of water-soluble inorganic ions with case study in northern China. Atmospheric Environment. 340,120193.
https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2024.120913.
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图1 不同污染水平下过量氨和湿度对硝酸盐形成机制的影响
图2 PM2.5爆发性增长期的组分特征、时空分布和形成机制