地球环境研究所在沙尘气溶胶研究上取得进展

基于多年野外和实验室的观测研究，地球环境研究所大气环境研究团队搭建了一个基于沙尘释放过程的沙尘生成系统。通过对实验室产生的和田间观测到的沙尘气溶胶粒度和化学组成的严格对比，他们证实了从沙尘粒度和化学研究的角度上看(图1a,b)，该系统是实验室或野外获取沙尘源区表土释放的沙尘气溶胶的有效工具(Wu et al., 2023)。利用该系统科研人员进一步对塔克拉玛干沙漠表表释放的沙尘气溶胶的可溶性盐进行了系统研究，结果显示塔克拉玛干沙漠地表释放的原始沙尘气溶胶含有很高的可溶性盐，后者的平均组成与以往在该沙漠沙尘气溶胶中观测到的可溶盐含量一致。该研究证实了有关该沙漠释放的沙尘气溶胶含有较高一次硫酸盐的论断，揭示了沙尘释放过程中的跃迁碰撞过程显著地增加了气溶胶中可溶性盐的富集(图1c, Wu et al., 2022)，同时也暗示了沙尘释放过程影响了沙尘与土壤之间的物理和化学分异。

原始沙尘气溶胶的物理和化学特征是理解其在长距离大气传输过程中的演化，进而理解其气候和环境效应的基础。通常认为，沙尘源区地表沉积物中的细颗粒组分代表了地表释放的沙尘气溶胶。这些细颗粒组分已经被人们用各种不同的方法，包括干湿筛和重悬浮等，从土壤中分离出来，并被用于表征沙尘的原始物理和化学特征或用于实验室沙尘的化学演化的模拟研究。然而，大气中的沙尘气溶胶颗粒并非都是土壤中可直接风蚀的细颗粒组分，它们在土壤中大多以coating的形式存在于大颗粒表面或聚集成土壤团聚体，在沙尘释放过程中通过跃迁碰撞（saltation-sandblasting）从土壤中分离并释放出来的 (Shao et al., 1993) 。传统分离方法很少模拟这种过程，因此获得的沙尘细颗粒虽然在一定程度和范围内体现了土壤释放的沙尘气溶胶的特征，但在粒度分布和一些化学组成上与自然排放的沙尘并不相同。本研究为人们理解沙尘气溶胶的理化特征及其演化，理解沙尘在气候和环境演变中的作用提供了新的思路。

吴枫研究员为第一作者和通讯作者，西安交大和新疆大学等单位科研人员也参与共同研究。该成果近期发表于Particuology和Environ Sci Technol Lett上。该研究工作得到中国科学院A类战略性先导科技专项（XDB40030200）和国家自然科学基金（42030511和 41971150）等项目的共同资助。

原文链接地址：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674200122000487

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.2c00652