第九届青年地学论坛

近一个世纪以来，人类农业活动和化石燃料消费所排放的活性氮（reactive nitrogen，Nr）大幅增加，给氮素生物地球化学循环和地球生态系统带来深远影响，也给空气质量带来严峻挑战。在我国大气复合污染和气候变化背景下，城市地区大气Nr的分布特征及演变规律正不断被揭示，然而对农村地区大气Nr的认识仍十分有限。为此，我们以华北农村地区典型活性氮物种为切入点，首先解析了农村冬季大气NH₃的来源，并指出了NH₃对NO₂非均相反应生成HONO的促进作用。其次，结合烟雾箱实验揭示了在高NO_x水平下大气HONO形成的主导机制，并通过构建该机制的参数化方案，极大提升了典型城市与农村地区大气HONO模拟与观测的吻合度。随后利用同位素示踪法和双动态箱技术，发现了畜禽粪便在堆肥过程中存在明显的大气HONO排放，并计算出该来源在不同季节可解释53-88%的HONO未知源。同时，我们进一步结合农村冬季近地面观测和数值模式模拟指出了夜间上空N₂O₅非均相水解反应对近地面硝酸盐贡献显著，并阐明了两种不同于清晨残留层打破的自上而下传输通道。此外，构建了一套从NO_x到硝酸盐再到PM_2.5的环境容量计算方法，为我国硝酸盐及PM_2.5污染防控提供重要参考依据。

农村地区,活性氮,外场观测,数值模拟,空气质量