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12月15日，大連理工大學環(huán)境學院謝宏彬教授團隊在大氣顆粒物形成機制方面取得突破性進展，成果“碘氧酸增強大氣硫酸顆粒物的成核”(Iodine oxoacids enhance nucleation of sulfuric acid particles in the atmosphere)在國際期刊《科學》(Science)上發(fā)表。該研究提出了大氣顆粒物形成的新理論，不僅推動全球二次顆粒物成因研究的進展，而且為在全球碘和硫協(xié)同排放背景下，顆粒物氣候效應及健康效應的研究提供了新方向。謝宏彬教授為通訊作者之一，團隊的博士后馬芳芳和博士研究生張镕潔為共同作者。

大氣顆粒物對人體健康和全球氣候變化具有重要影響，而揭示顆粒物的成因，是防控大氣污染及氣候變化的關鍵。以往對顆粒物形成機制的認識，導致顆粒物的形成速率被嚴重低估。因此，正確揭示大氣顆粒物形成的前體物及相關機制，一直是大氣環(huán)境科學研究的前沿科學問題和研究難點。

基于上述問題，謝宏彬教授團隊和國際合作者從2018年開始，歷時五年時間，突破方法學難點、經(jīng)過反復的實驗及研討，最終建立新的研究方法并提出新的二次顆粒物形成機制。該研究發(fā)現(xiàn)大氣碘酸和亞碘酸促進硫酸顆粒物的形成，三元碘酸-亞碘酸-硫酸機制的顆粒物形成速率比傳統(tǒng)的硫酸-氨氣二元機制高10-10000倍，成為主導的海洋大氣顆粒物形成機制。所發(fā)現(xiàn)的顆粒物高形成速率的內在機制是：（1）碘酸、亞碘酸和硫酸可以形成強的鹵鍵；(2)亞碘酸具有堿性，與硫酸發(fā)生酸堿反應；(3)碘酸促進硫酸負離子的形成。

圖1碘酸-亞碘酸-硫酸(-氨氣)機制的顆粒物形成速率

圖2全球各地檢測到的HIO3:H2SO4比率(A)及HIOx對顆粒物形成的促進效應(B)

近年來，謝宏彬教授團隊一直致力于識別顆粒物前體物的形成機制和方法學研究，近五年，以通訊作者，在環(huán)境領域權威期刊JACS(1篇)，ES&T(13篇)及ACP(3篇)等期刊發(fā)表論文30余篇，為預測氣候變化和城市大氣顆粒物污染防控提供理論支撐。

以上工作得到國家自然科學基金重點項目和國家重點研發(fā)項目的支持。

論文鏈接：https://www.science.org/doi/epdf/10.1126/science.adh2526