第二届未来大气科学论坛

二次无机气溶胶（SIA）是冬季华北平原PM_2.5污染的主要组分，其生成受到颗粒物酸度（pH）的显著影响，但不同酸度条件下SIA生成机制尚未阐明。本研究利用华北平原某农村站点四年冬季污染过程中PM_2.5化学成分小时数据，通过ISORROPIA II模型计算颗粒物pH值。结果显示，污染期间颗粒物pH值呈现中度酸性（3~6）和高度酸性（<3），SIA在中度和高度酸性条件下分别占PM_2.5的58%和66%。SIA与氧化剂O_x（O₃+NO₂）及气溶胶液态水含量（ALWC）的相关性表明，光化学氧化与液相/非均相反应是SIA生成的主要途径。此外，在中度酸性下，NO₃⁻浓度与过渡金属（R²=0.580）、ALWC（R²=0.518）呈现强正相关，表明液相催化氧化过程可能增强了NO₃⁻生成，而SO₄²⁻与O_x（R²=0.552）和ALWC（R²=0.501）显示出强正相关。在高度酸性下，NO_x与过渡金属（R²=0.539）、NO₃⁻（R²=0.517）以及SO₄²⁻与过渡金属（R²=0.601）、ALWC（R²=0.530）均呈显著正相关，这表明过渡金属既能促进NO_x向NO₃⁻的气-粒转化，也可在液相条件下主导SO₄²⁻生成。机器学习识别出在中度酸性下相对湿度（15.33%）和过渡金属（15.13%）是影响NO₃⁻生成的关键因子，而O₃（17.74%）和ALWC（17.67%）对SO₄²⁻生成起主导作用；高度酸性下，NO_x和过渡金属对NO₃⁻（25.45%; 14.43%）和SO₄²⁻（25.10%; 23.05%）生成均至关重要。本研究揭示了不同酸度条件下过渡金属在气-粒分配和液相/非均相反应中对SIA生成的重要作用，未来应进一步考虑pH对SIA生成机制的差异化影响。
 

催化氧化；颗粒物酸度；液相/非均相反应