大氣活性溴是引發(fā)臭氧空洞和汞沉降的關(guān)鍵物種，亦對(duì)大氣氧化性有貢獻(xiàn)。傳統(tǒng)理論認(rèn)為，海鹽氣溶膠中Br^-的氧化需要強(qiáng)氧化劑的參與才能發(fā)生，但這些已知機(jī)制無法解釋日間觀測(cè)到的Br₂濃度峰值。

近期，中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心賀泓院士團(tuán)隊(duì)與北京理工大學(xué)張秀輝團(tuán)隊(duì)、美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)Joseph S. Francisco團(tuán)隊(duì)、西班牙布拉斯·卡布雷拉物理化學(xué)研究所Alfonso Saiz-Lopez團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，H₃O⁺可以促使O₂和Br^-在氣液界面上自發(fā)結(jié)合形成[Br^--O₂-H₃O⁺]復(fù)合體，并通過質(zhì)子電子轉(zhuǎn)移過程自發(fā)生成Br自由基和HO₂自由基，進(jìn)而生成分子溴（Br₂）和OH自由基。研究顯示，光照和溶液酸度對(duì)產(chǎn)生Br₂均有促進(jìn)作用。該研究結(jié)合動(dòng)力學(xué)測(cè)量結(jié)果，預(yù)估這一機(jī)制對(duì)熱帶海洋環(huán)境Br₂的貢獻(xiàn)最大可達(dá)50%；同時(shí)，該過程產(chǎn)生的高活性氧化劑可將SO₂氧化為硫酸鹽，而SO₂氧化反應(yīng)產(chǎn)生的H⁺又可以反過來促進(jìn)Br^-的活化，說明Br^-離子活化和SO₂氧化具有協(xié)同促進(jìn)作用，且呈現(xiàn)正反饋效應(yīng)。相關(guān)成果以Spontaneous molecular bromine production in sea salt aerosols為題，發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上。

進(jìn)一步，基于大氣霾化學(xué)的概念和理論框架，賀泓團(tuán)隊(duì)總結(jié)了國(guó)內(nèi)外大氣界面過程的最新成果并發(fā)表了展望論文。該文章提出需要剖析界面過程對(duì)霾化學(xué)污染中大氣氧化性的增強(qiáng)作用，才能夠準(zhǔn)確刻畫大氣復(fù)合污染條件下二次污染形成過程，為PM_2.5和O₃的協(xié)同控制提供理論支撐。相關(guān)成果以Revealing the contribution of interfacial processes to atmospheric oxidizing capacity in haze chemistry為題，發(fā)表在《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》（Environmental Science & Technology）上。

研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)優(yōu)秀會(huì)員項(xiàng)目的支持。

論文鏈接：1、2

大氣Br^-和O₂協(xié)同活化并自發(fā)產(chǎn)生分子溴的機(jī)制圖