近日，原子能院核物理所中子活化分析团队在大气颗粒物研究方面取得重要进展，研究结果以题为“The pollution characterization of black carbon aerosols in the southwest suburb of Beijing from 2013 to 2019”发表在国际期刊《大气污染研究》（Atmospheric Pollution Research，2022年影响因子为4.831）杂志上。研究结果表明，北京市大气污染经过多年有效治理，大气颗粒物及组分浓度逐年下降，在人为污染排放和当地气象因素的共同作用下呈现典型的季月浓度分布特征，黒碳气溶胶组分污染来源得到初步识别，为北京大气污染防治提供重要参考科学依据。（图1）

▲图1. 2013到2019年大气细颗粒物黒碳气溶胶组分浓度变化

2013-2019年期间，活化分析团队在北京新镇((39.740 ◦N, 116.071 ◦E))设立采样点进行大气颗粒物浓度监测，并利用EEL43D单波段黑碳仪和MABI多波段光吸收黑碳仪对黑碳气溶胶(BC)浓度进行测量。七年监测结果表明，该地区黒碳质量浓度呈下降趋势，从2014年最高的7.86 微克/立方米下降到2019年最低的3.70 微克/立方米，年平均值为5.38 微克/立方米。同时，大气细颗粒物PM2.5浓度也呈现相似下降趋势。在当地气象条件和人为活动的共同影响下黒碳浓度的季节分布表现为秋冬季浓度高，春夏季浓度低的特点。黒碳质量浓度与大气动力学和局地气象学参数(行星边界层高度、通风系数、降雨量、气温、风速、相对湿度和能见度)呈统计学负相关。其中，行星边界层高度影响最大，风速影响最小。通过该地区的大气细颗粒物样品重估了MABI光吸收质量系数，并进行了黒碳气溶胶污染源识别。在研究期间的大多数月份中，化石燃料和交通排放是黒碳气溶胶的主要来源。

大气污染与人们的生活息息相关，一直备受关注。从1994年，活化分析团队就加入到国际原子能机构（IAEA）亚太区域技术合作项目，利用中子活化分析等核分析技术对北京大气颗粒物进行高准度分析（图2）和精细化源解析研究，建立了完善的大气颗粒物数据库。近年来，参与完成了“大气重污染成因与治理攻关”总理基金项目和“大气污染多组分在线源解析集成技术”国家重点研发计划等项目，见证了北京大气细颗粒物PM2.5从年平均80微克/立方米，下降到2022年的30微克/立方米，从2021年开始连续两年达到空气质量国家二级标准。

▲图2. 大气细颗粒物样品中子活化后伽马能谱

中子活化分析具有高灵敏度、高准确度、非破坏性和多元素同时分析等优点广泛应用于环境、地质、深空探测、科技考古、标准物质等很多领域。该研究还受到院长期基础研究专项项目、亚太区域合作项目、亚洲核合作论坛（FNCA）反应堆中子活化分析等项目支持。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1309104223000235