跨区域NO2传输对华北平原与长三角冬季硝酸盐污染差异的形成机制研究

《Journal of Hazardous Materials》：Trans-regional NO 2 Drives Winter Nitrate Source and Formation Disparities Between the North China Plain and the Yangtze River Delta

本文通过硝酸盐双同位素示踪技术，首次量化了华北平原（NCP）向长三角（YRD）的跨区域NO2传输对冬季雾霾中硝酸盐（NO3-）形成的贡献。研究发现夜间化学主导两地硝酸盐生成，但NCP的NO3+HC途径贡献显著（约20%），而YRD雾霾期间本地移动源作用增强。跨区域传输的NO2平均贡献YRD硝酸盐的30%，且在严重雾霾初期NCP输送的硝酸盐颗粒占比高达90%，为区域联防联控提供关键科学依据。

　　

章节亮点

硝酸盐PM_2.5中的浓度及双同位素特征

图1展示了石家庄（SJZ）和南京（NJ）两地PM_2.5与硝酸盐（NO₃^-）浓度的时间序列及其双同位素（δ¹⁵N和δ¹⁸O）数据。总体而言，SJZ的PM_2.5浓度范围为25.0至288.3 μg/m³（均值100.0±68.2 μg/m³），NJ为15.6至230.0 μg/m³（均值85.9±61.6 μg/m³）。值得注意的是，SJZ的硝酸盐平均浓度为21.9±18.3 μg/m³，占PM_2.5的19.7±7.0%，显著低于NJ（28.5±19.3 μg/m³，占比34.8±6.6%）。

结论

本研究利用硝酸盐双同位素揭示了长三角冬季雾霾期间硝酸盐气溶胶的形成路径与跨区域传输机制。结果表明，夜间化学过程是冬季（尤其是重污染日）硝酸盐生成的主要途径。尽管华北平原与长三角均以夜间化学为主导，但存在明显区域差异：NO₃+HC（硝酸根与烃类反应）途径在华北平原贡献约20%，而在长三角可忽略不计。