新闻动态广州地化所、深地科学卓越中心揭示气溶胶铁可溶性的特征及影响因素
铁（Fe）是生命必需的关键微量营养元素之一，而全球大约有50%左右的海域处于不同程度的缺Fe状态。气溶胶沉降是开阔大洋表层海水中Fe的主要来源，从而对这些地区的生物地球化学循环、初级生产力和吸收二氧化碳的能力产生重要影响。气溶胶Fe可溶性的不确定性很大，是目前限制我们准确估算气溶胶中可溶性Fe沉降通量的主要瓶颈。
中科院广州地化所有机地球化学国家重点实验室、深地科学卓越中心博士生张欢欢同学（导师：唐明金研究员）2019年冬季在青岛开展了为期40余天的外场观测，使用大气颗粒物分级采样器同步采集粗粒子（粒径大于1微米的大气颗粒物）和细粒子（粒径小于1微米的大气颗粒物），并测定粗细粒子中总Fe和可溶性Fe的浓度。研究结果近日由Journal of Geophysical Research-Atmospheres 在线发表。
图1： 观测期间粗细粒子中总Fe浓度、Fe的质量分数、可溶性Fe浓度及Fe可溶性
该研究发现，青岛地区粗细粒子中总Fe浓度无显著性差异，而细粒子中Fe可溶性显著大于粗粒子。沙尘天和灰霾天气溶胶Fe的浓度显著高于清洁天；灰霾天气溶胶Fe可溶性显著高于清洁天，而沙尘天气溶胶Fe可溶性显著低于清洁天。化学过程显著提高了粗细粒子中Fe的可溶性，而燃烧源/人为源的直接排放仅对细粒子中Fe可溶性的增强有显著作用（在粗粒子中的作用较小）。
该研究还发现，气溶胶含水量和酸度对气溶胶Fe可溶性有重要的影响。如图2所示，当气溶胶pH值大于4时（酸性较弱），粗细粒子中Fe可溶性普遍低于1%；当气溶胶pH值小于4（酸性较强）且相对湿度大于60%时，粗细粒子中Fe可溶性普遍大于1%；而当气溶胶pH值小于4（酸性较强）且相对湿度小于60%时，粗细粒子中Fe可溶性仍普遍小于1%。本研究有助于我们进一步认识实际大气颗粒物中Fe元素含量、来源及可溶性的特征和影响因素。
图2 细粒子（a）和粗粒子（b）中Fe可溶性与气溶胶pH值和相对湿度（RH）的关系
该研究由基金委优青项目（42022050）和中国博士后面上项目（2021M703222）等项目资助，主要合作者包括山东大学薛丽坤教授、朱玉姣副研究员等人。
文章信息：
Zhang, H. H., Li, R., Dong, S. W., Wang, F., Zhu, Y. J., Meng, H., Huang, C. P., Ren, Y., Wang, X. F., Hu, X. D., Li, T. T., Peng, C., Zhang, G. H., Xue, L. K., Wang, X. M., and Tang, M. J.: Abundance and fractional solubility of aerosol iron during winter at a coastal city in northern China: similarities and contrasts between fine and coarse particles, J. Geophys. Res.-Atmos, e2021JD036070, https://doi.org/036010.031029/032021JD036070, 2021.
