中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所博士生張歡歡在導(dǎo)師唐明金研究員指導(dǎo)下,與山東大學(xué)薛麗坤教授、朱玉姣副研究員等合作,通過(guò)觀測(cè),揭示了氣溶膠鐵可溶性的特征及影響因素。相關(guān)研究近日在線發(fā)表于《地球物理學(xué)研究雜志—大氣》。
鐵(Fe)是生命必需的關(guān)鍵微量營(yíng)養(yǎng)元素之一,而全球大約有50%的海域處于不同程度的缺Fe狀態(tài)。氣溶膠沉降是開(kāi)闊大洋表層海水中Fe的主要來(lái)源,從而對(duì)這些地區(qū)的生物地球化學(xué)循環(huán)、初級(jí)生產(chǎn)力和吸收二氧化碳的能力產(chǎn)生重要影響。氣溶膠Fe可溶性的不確定性很大,是目前限制準(zhǔn)確估算氣溶膠中可溶性Fe沉降通量的主要瓶頸。
2019年冬季,張歡歡在青島開(kāi)展了為期40余天的外場(chǎng)觀測(cè),使用大氣顆粒物分級(jí)采樣器同步采集粗粒子(粒徑大于1 [μm]的大氣顆粒物)和細(xì)粒子(粒徑小于1 [μm]的大氣顆粒物),并測(cè)定粗細(xì)粒子中總Fe和可溶性Fe的濃度。研究發(fā)現(xiàn),青島地區(qū)粗細(xì)粒子中總Fe濃度無(wú)顯著性差異,而細(xì)粒子中Fe可溶性顯著大于粗粒子。
據(jù)介紹,沙塵天和灰霾天氣溶膠Fe的濃度顯著高于清潔天;灰霾天氣溶膠Fe可溶性顯著高于清潔天,而沙塵天氣溶膠Fe可溶性顯著低于清潔天?;瘜W(xué)過(guò)程顯著提高了粗細(xì)粒子中Fe的可溶性,而燃燒源/人為源的直接排放僅對(duì)細(xì)粒子中Fe可溶性的增強(qiáng)有顯著作用(在粗粒子中的作用較?。?。
氣溶膠含水量和酸度對(duì)氣溶膠Fe可溶性有重要的影響。當(dāng)氣溶膠pH值大于4時(shí)(酸性較弱),粗細(xì)粒子中Fe可溶性普遍低于1%;當(dāng)氣溶膠pH值小于4(酸性較強(qiáng))且相對(duì)濕度大于60%時(shí),粗細(xì)粒子中Fe可溶性普遍大于1%;而當(dāng)氣溶膠pH值小于4(酸性較強(qiáng))且相對(duì)濕度小于60%時(shí),粗細(xì)粒子中Fe可溶性仍普遍小于1%。
該研究有助于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)實(shí)際大氣顆粒物中Fe元素含量、來(lái)源及可溶性的特征和影響因素。
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