近日，中核集團中國原子能科學研究院核物理研究所中子活化分析團隊在大氣顆粒物研究方面取得重要進展。研究結果表明，北京市大氣污染經過多年有效治理，大氣顆粒物及組分濃度逐年下降;在人為污染排放和當地氣象因素的共同作用下，呈現出秋冬季濃度高、春夏季濃度低的典型季月濃度分布特征;同時，黑碳氣溶膠組分污染來源已得到初步識別，為北京大氣污染防治提供重要參考科學依據。該研究結果發表于國際期刊《大氣污染研究》(Atmospheric Pollution Research)。

工作人員顯微鏡下觀察大氣采樣膜PM2.5的形態

抓住那只黑色幽靈

黑碳又稱大氣污染的“黑色幽靈”，是PM2.5和煙塵的主要成分，也是全球氣候變暖的主要“元兇”之一。近日，原子能院研究團隊采用核分析技術追蹤大氣中的黑碳，通過采樣分析和數據研究探尋它的主要產生來源，為治理黑碳從而防治大氣污染提供科學參考依據。

2013到2019年，大氣細顆粒物黒碳氣溶膠組分濃度變化

他們對北京新鎮地區開展了長達7年大氣顆粒物濃度監測，運用單波段和多波段光吸收黑碳儀來測量黑碳氣溶膠濃度，結合中子活化分析、質子熒光分析等核分析技術，最終確定了污染來源。研究結果表明，2013年-2019年，該地區黑碳氣溶膠濃度秋冬高、春夏低，整體呈逐年下降趨勢。在大多數月份中，化石燃料和交通排放是黑碳的主要來源。

近年來，不少專家呼吁控制黑碳可望獲得更大的環境健康效益。而且，由于黑碳在大氣中留存時間短，嚴格控制可能會起到立竿見影的效果。這次，原子能院物理研究所的采樣分析和數據研究，就是為治理黑碳提供科學依據。

用核技術采集“幽靈的指紋”

大氣顆粒物中含有碳、氧、氮、金屬等元素，這些特征元素含量及其同位素豐度，是進行大氣污染溯源的重要指標。原子能院科研團隊憑借核分析技術，能夠高準度分析和采集大氣污染源中元素和同位素的“指紋”，為污染精細化源解析提供技術支撐。

央視《解密中核》節目報道原子能院大氣污染研究

這項研究源于原子能院參加的國際原子能機構亞太區域合作項目“核分析用于大氣污染研究”。此前，項目對北京地區PM2.5/PM10源解析、霧霾形成機制、生物監測器、沙塵暴、人工降雨、森林火災等進行了研究。近年來，原子能院在大氣污染源解析、灰霾成因與控制技術等國家重點研發項目中承擔著核分析相關的儀器開發和指紋元素/同位素檢測工作。

核分析技術是利用中子、光子、離子、正電子與物質的原子或原子核的相互作用，采用核物理實驗技術，研究物質成分和結構的技術方法，它是核科學技術的重要領域，包括活化分析、離子束分析、核效應分析等技術方法。在元素、同位素分析，尤其是在微量、痕量分析領域具有十分重要的地位。

中子活化分析技術具有高靈敏度、高準確度、非破壞性、多元素同時分析等優點，可廣泛應用于環境、地質、科技考古等領域。該項研究時間較長且規律性強，能夠準確反映多年來北京大氣顆粒物和黑碳氣溶膠的濃度分布規律和特點，驗證了《北京市大氣污染防治條例》等各項政策的有效性。未來，原子能院項目團隊將進一步研究多種核分析技術對顆粒物同位素及元素的精確測定，滿足大氣顆粒物等污染物監測及精細化源解析的要求，積極推動該技術在環境與大氣污染源解析領域的研究和應用。