近日，研发中心团队在稳定同位素领域取得重要进展，相关研究成果以《An investigation into the origins of atmospheric ammonia and ammonium in Beijing — Nitrogen stable isotope ratios as a basis》为题，发表于《Environmental Pollution》期刊。

氨气是大气中重要的碱性气体，对大气颗粒物的形成有重要作用。我国当前的大气污染防治体系聚焦SO2和NOX的排放管控，导致NH3对气溶胶化学组成的调控作用相对增强。特别是北京这种超大城市地区，随着农业源畜禽养殖、化肥施用）与非农业源（交通、工业）贡献比的动态变化，NH3排放的时空特征及其环境效应更趋复杂。这种变化使得传统的源解析方法面临严峻挑战，亟需发展更为精准的溯源技术体系。

稳定同位素特征值凭借其独特的示踪能力，已成为解析大气PM2.5和PM10中含氮化合物的来源和转化过程的核心手段。本研究应用氮同位素（δ15N）示踪技术和贝叶斯混合模型（Mix SIAR），分析了2022年北京市PM2.5和PM10的典型样品，探讨了氨气（NH3）和铵根（NH4+）的浓度、来源及其季节变化特征。结果表明，冬季浓度最高，但δ15N值最低。春季浓度显著增加，同时δ15N值也显著上升。夏季浓度下降，但 δ15N值仍较高。秋季时，浓度和δ15N值达到峰值。随后，对不同来源对氨(NH3)的贡献进行了分析。值得注意的是，冬季氨(NH3)排放和煤炭燃烧的贡献分别占PM2.5的34.2%和29.3%，以及PM10的27.7%和23.6%。生物质燃烧在春季和夏季的贡献更为显著，而肥料施用在秋季的贡献则明显增加，这表明农业相关来源发挥了重要作用。

研究成果明确了非农业来源在城市氨气排放中的关键重要性，以及区域贡献，能为京津冀地区大气污染精准防控提供了科学决策依据，对推动区域空气质量持续改善具有重要的实践指导价值。

研发中心博士生甄少松为该论文第一作者，罗敏副研究员，马玲玲研究员为通讯作者。上述工作得到了国家自然科学基金的支持。

图1 大气颗粒物中氨气及铵根来源的稳定同位素溯源示意图

图 2. PM2.5(a)和 PM10(c)中的NH4+浓度及δ15N-NH4+值（柱状图表示NH4+浓度，蓝色线图表示δ15N-NH4+值）。PM2.5(b)和PM10(d)为样本中δ15N-NH4+值的箱线图

（箱内的方块和线分别代表δ15N-NH4+的均值和中位数，箱的边缘分别代表δ15N-NH4+的25%和75%分位数）

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.envpol.2025.126725