Gran aporte de fósiles

Apr 29, 2023

Nature Communications volumen 13, Número de artículo: 5115 (2022) Citar este artículo

4655 Accesos

8 citas

11 Altmetric

Detalles de métricas

La comprensión incompleta de las fuentes de aerosoles orgánicos secundarios (SOA) genera una gran incertidumbre tanto en la gestión de la calidad del aire como en la evaluación del cambio climático. Las reacciones químicas que ocurren en la fase acuosa atmosférica representan una fuente importante de masa de SOA; sin embargo, los efectos de las emisiones antropogénicas en el SOA acuoso (aqSOA) no están bien limitados. Aquí usamos huellas dactilares isotópicas de doble carbono específicas del compuesto (δ13C y Δ14C) de moléculas dominantes de aqSOA, como el ácido oxálico, para rastrear las fuentes precursoras y los mecanismos de formación de aqSOA. El fraccionamiento sustancial de isótopos de carbono estables de moléculas aqSOA proporciona evidencia sólida para el procesamiento extensivo en fase acuosa. Contrariamente al paradigma de que estos compuestos de aqSOA son en gran medida biogénicos, las distribuciones de fuentes basadas en radiocarbono muestran que los precursores fósiles produjeron más de la mitad de las moléculas de aqSOA. Grandes fracciones de aqSOA de origen fósil contribuyen sustancialmente a la carga total de aerosoles orgánicos solubles en agua y, por lo tanto, afectan las proyecciones tanto de la calidad del aire como del forzamiento radiativo antropogénico. Nuestros hallazgos revelan la importancia de las emisiones fósiles para aqSOA con efectos sobre el clima y la calidad del aire.

El aerosol orgánico (OA) es el componente dominante de la masa de partículas finas atmosféricas1. La mayoría de OA es secundario (SOA), formado en la atmósfera a partir de la oxidación de gases precursores2. La mayoría de los SOA están compuestos de compuestos oxigenados e higroscópicos, por lo que tienen impactos dañinos en la salud respiratoria y efectos grandes e inciertos en el forzamiento radiativo atmosférico3. Sin embargo, los modelos globales actuales típicamente subestiman la magnitud, distribución y dinámica de SOA, lo que sugiere una comprensión limitada de sus fuentes y procesos de formación4. Un número cada vez mayor de estudios experimentales y de modelado apuntan hacia las reacciones químicas acuosas que ocurren en las gotas de las nubes y los aerosoles húmedos como una vía importante que falta para la formación de SOA2,3,4,5,6,7,8. La formación de SOA acuosa (aqSOA) a menudo involucra efectos mixtos de emisiones antropogénicas y biogénicas2, 3. La medida en que aqSOA es controlable o "natural" es un tema importante de investigación en curso tanto para la calidad del aire como para los problemas climáticos2, 3. Sin embargo, el pobre los procesos químicos acuosos entendidos y la complejidad de las interacciones antropogénicas-biogénicas hacen que sea difícil llegar a una conclusión firme2.

En las simulaciones de modelos, aqSOA deriva en gran medida de los precursores biogénicos naturales, como los productos de oxidación del isopreno3, 4, 8. Se observa que los precursores fósiles son menos polares y menos hidrofílicos que los precursores biogénicos, lo que reduce la posibilidad de partición para la fase acuosa y la posterior formación de aqSOA9. Sin embargo, algunos estudios recientes en el este de Asia sugieren que los precursores fósiles pueden contribuir sustancialmente a la formación de aqSOA. Por ejemplo, la oxidación rápida en fase acuosa de hidrocarburos aromáticos policíclicos emitidos por la combustión de combustibles fósiles se observó en la neblina invernal de Beijing y puede explicar la SOA10 observada. Las estimaciones basadas en radiocarbono atribuyeron ~50 % del OA soluble en agua a fuentes fósiles en el flujo de salida de Asia oriental11, 12, en comparación con <30 % en Europa, EE. UU. y el sur de Asia13,14,15,16,17,18. Sin embargo, en la formación de aqSOA, una estimación cuantitativa de la contribución fósil sigue siendo un desafío, en gran parte debido a la falta de herramientas técnicas específicas y confiables para rastrear las fuentes y el mecanismo de formación de aqSOA en los aerosoles ambientales.

Aquí aprovechamos el reciente advenimiento de la huella dactilar de isótopos de doble carbono específica del compuesto (δ13C−Δ14C) de moléculas de aqSOA19 para cuantificar y caracterizar las fuentes de aqSOA y los procesos químicos atmosféricos. El contenido de Δ14C a nivel molecular de los trazadores aqSOA proporcionará una restricción directa sobre sus orígenes19, mientras que las huellas dactilares de δ13C de los trazadores moleculares pueden diferenciar varios procesos/reacciones atmosféricas20. La técnica se aplicó al ácido oxálico purificado y otros ácidos orgánicos igualmente abundantes (p. ej., ácido glioxílico). El ácido oxálico, que probablemente representa el estado de oxidación más alto del OA, se ha utilizado con frecuencia como sustituto del procesamiento acuoso tanto en estudios de laboratorio como de campo21,22,23. Los ácidos orgánicos que tienen relaciones O/C altas (alrededor de 1-2), se encuentran entre los componentes SOA más abundantes y son productos finales clave en la oxidación fotoquímica en fase acuosa de varios compuestos orgánicos volátiles (COV) e intermedios como el glioxal (Gly ) y metilglioxal (MeGly) en nubes o aerosoles húmedos4, 5, 24, 25. Por lo tanto, estos ácidos orgánicos pueden servir como compuestos distintivos para rastrear las vías de formación de aqSOA21,22,23, 26.

Utilizamos un conjunto de muestras de aerosol durante todo el año de un sitio receptor regional (superestación de monitoreo ambiental atmosférico de Heshan, figura complementaria 1) en el sur de China. Medimos los compuestos de aqSOA y sus huellas dactilares de isótopos δ13C-Δ14C durante dos fases contrastantes del sistema monzónico de Asia oriental, es decir, la salida continental frente a las masas de aire del Mar de China Meridional (SCS) (Fig. 1). Al combinar las composiciones isotópicas de doble carbono y otros indicadores químicos junto con los parámetros meteorológicos, dilucidamos la contribución relativa de los precursores de aqSOA fósiles y de biomasa y sus procesos de evolución posteriores, y proporcionamos evidencia de observación isotópica ambiental para una gran formación de aqSOA a partir de emisiones fósiles antropogénicas. Finalmente, la caracterización dual δ13C-Δ14C de las moléculas aqSOA se extiende a una cobertura espacial más amplia de China, lo que confirma aún más una contribución omnipresente de la transformación en fase acuosa de precursores fósiles en aerosoles orgánicos.

Se muestra la profundidad óptica de aerosol (AOD) promedio a 550 nm durante junio de 2017 a mayo de 2018 en la región de Asia oriental. Las trayectorias medias de retorno de la masa de aire (BT) basadas en el análisis de conglomerados HYSPLIT muestran dos vías dominantes de transporte de masa de aire (línea discontinua y flechas): salida continental (62 % del total de conglomerados) y masas de aire oceánicas (38 % del total de conglomerados). Consulte la Fig. 2 complementaria para el BT de 72 h con un intervalo de 6 h y la Fig. 3 complementaria para la contribución relativa del grupo. Los gráficos de barras representan las concentraciones de masa de aerosol carbonoso total [TCA = materia orgánica (OM) + carbono elemental (EC)], WSIC antropogénico [WSICanth = sin sal marina (nss) K+ + nss-SO42- + NH4+ + NO3 − + nss-Cl−], y agua líquida en aerosol (ALW). Los datos de AOD se obtienen de las observaciones del espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS) (https://giovanni.gsfc.nasa.gov/giovanni/). Los límites de la costa en el mapa se originan a partir de datos de mapas vectoriales libres de Natural Earth (https://www.naturalearthdata.com/). Los límites administrativos en el mapa se originaron a partir de productos cartográficos del Centro Nacional de Geomática de China (https://www.webmap.cn/).

El sitio receptor de Heshan presenta un clima monzónico de Asia oriental. El aire está controlado por el monzón continental en invierno y el monzón oceánico en verano, respectivamente (Fig. 1). Las trayectorias hacia atrás revelaron que la masa de aire SCS limpio dominó la cuenca atmosférica durante junio-agosto de 2017, mientras que el flujo de salida continental generado por las emisiones antropogénicas mejoradas de los grupos de ciudades del delta del río Pearl (PRD) dominó durante septiembre de 2017 a marzo de 2018 (Fig. 1). Por lo tanto, clasificamos las muestras de 2017-2018 en dos grupos en función de sus regímenes de transporte de masa de aire claramente diferentes (Tabla complementaria 1), es decir, "fondo costero (n = 11)" y "flujo de salida continental (n = 21)" (ver Fig. 2 suplementaria para grupos de masas de aire y Fig. 3 suplementaria para contribución relativa de grupos).

La composición química de los aerosoles durante la campaña varió mucho con los regímenes de transporte aéreo masivo. Las concentraciones de contaminantes en fase gaseosa (SO2, NO2, O3, CO) y los componentes principales de PM2.5 durante la salida continental fueron de 2 a 5 veces más altas que durante el fondo costero (Tabla complementaria 2 y Figura complementaria 4). La materia orgánica observada (OM) y los componentes inorgánicos solubles en agua antropogénicos (WSICanth) (Método complementario 1) aumentaron en las muestras de flujo continental, junto con el contenido de agua líquida en aerosol (ALW) asociado con los componentes higroscópicos del aerosol (Método complementario 2). Las concentraciones de OM, WSICanth y ALW muestran un claro aumento en las muestras de efluentes continentales con valores 3, 5 y 3 veces mayores que el fondo costero, respectivamente (Fig. 1).

La composición molecular de los diácidos y los trazadores de procesamiento acuoso relacionados se compilan en la Tabla complementaria 3. Las proporciones de ácido malónico a succínico (C3/C4) son significativamente más altas en las muestras de fondo costeras (1,5 ± 0,4) que en el flujo de salida continental (0,9 ± 0,3) (Cuadro complementario 4). Dado que el ácido malónico se produce por oxidación fotoquímica del ácido succínico en la atmósfera, esto indica que los aerosoles de fondo costeros han sufrido un envejecimiento fotoquímico más extenso27, 28. La proporción de carbono orgánico soluble en agua (WSOC) a carbono orgánico (WSOC/OC) es otro indicador del envejecimiento fotoquímico atmosférico29. Por ejemplo, las proporciones WSOC/OC aumentaron de ~40 % en la región de origen del sur de Asia a ~70 % en el sitio receptor del Océano Índico debido al envejecimiento fotoquímico de OC durante el transporte atmosférico de largo alcance17, 29. Sin embargo, en este estudio, las proporciones WSOC/OC de las muestras de flujo de salida continental (44 ± 12 %) no se pueden distinguir estadísticamente del fondo costero (39 ± 10 %) (Tabla complementaria 4), lo que implica que pueden existir mecanismos adicionales además del envejecimiento atmosférico.

La absorción de precursores orgánicos gaseosos solubles en agua en partículas de aerosol húmedo y niebla/nubes, con la subsiguiente transformación de la fase acuosa en compuestos menos volátiles, podría ser una vía importante para la formación de aerosoles WSOC23, 26, 30, 31. La masa de ALW fue impulsada principalmente por sales inorgánicas, especialmente por nitrato y sulfato31. Como se muestra en la Fig. 5 complementaria, la masa ALW se correlacionó bien con las concentraciones de WSICanth y las fracciones de WSICanth en PM2.5 durante la campaña. El nitrato en las muestras de flujo de salida continental muestra concentraciones 20 veces más altas que las muestras de fondo costeras y representa casi la mitad del WSIC antropogénico (Fig. 4 complementaria). Debido a que el nitrato es más higroscópico que el sulfato30, dichos cambios en las composiciones de los aerosoles serían un factor dominante que impulsaría el contenido de ALW. Dada la alta humedad relativa (HR%) (74 ± 9%; Tabla complementaria 2) y las abundantes partículas higroscópicas (particularmente para nitrato particulado) en las muestras de efluentes continentales, esperamos que los cambios en la partición gas-partícula impulsados ​​por el aumento ALW podría haber mejorado la formación de especies de aqSOA, como el ácido oxálico23, 26, 32. Esto puede ser respaldado por las fracciones de masa seis veces más altas de precursores de aqSOA (Gly + MeGly) en OC observadas en las muestras de flujo continental que en el fondo costero (Suplementario). Tabla 4). La observación en la salida continental de concentraciones más altas de precursores de aqSOA y proporciones más altas de WSOC/OC es consistente con los procesos de formación de aqSOA. Sin embargo, se necesita evidencia/información más precisa y sólida para dar una idea de la formación de aqSOA.

Las firmas de δ13C reflejan tanto las fuentes como el procesamiento atmosférico. Las emisiones de diferentes fuentes a menudo tienen diferentes valores de δ13C en el miembro final. Una vez formada, la firma δ13C se ve influenciada por los efectos isotópicos cinéticos (KIE) durante las reacciones/procesamiento atmosféricos15. Los aerosoles secundarios que surgen de la oxidación de los gases precursores debido al KIE generalmente conducen a valores más bajos de δ13C en los productos particulados en comparación con los reactivos gaseosos, mientras que el envejecimiento de los aerosoles (es decir, la oxidación de la materia orgánica en la fase de aerosol) puede conducir a una liberación de isótopos. carbono más ligero, como en CO2 y CO, dejando aerosoles residuales (envejecidos) enriquecidos en 13C12, 15, 17, 29. La Figura 2 muestra la variación temporal de las concentraciones de masa y las firmas isotópicas de carbono dual del ácido oxálico durante la observación durante todo el año . Los valores de δ13C para el ácido oxálico son en promedio −24,6 ± 2,7‰ en las muestras de efluentes continentales y sustancialmente más enriquecidos en 13C en las muestras de fondo costeras (−19,9 ± 2,3‰). Es probable que este claro contraste se deba a diferentes fuentes de emisión y/o procesamiento atmosférico.

Los períodos no sombreados representan el régimen de masas de aire de fondo costero, mientras que los períodos sombreados representan el régimen de masas de aire de salida continental. Las barras rojas y azules representan la concentración de ácido oxálico durante el régimen de masas de aire de fondo costero y el régimen de masas de aire de salida continental, respectivamente. Los símbolos naranja y verde muestran la composición de δ13C y la fracción no fósil basada en 14C para el ácido oxálico.

No se espera que la mezcla en la fuente tenga una influencia importante en la composición de δ13C del ácido oxálico en este estudio. En primer lugar, las composiciones de δ13C del ácido azelaico (diácidos C9), un producto de oxidación de los ácidos grasos insaturados biogénicos33, en las muestras de fondo costeras (−34,1 ± 2,8‰) y el flujo continental (−34,7 ± 2,6‰) son muy parecidas (Fig. 3a). Estos valores de δ13C apuntan a ácidos grasos insaturados de origen vegetal C3 (−38,5 ‰ a −32,5 ‰)34, mientras que excluyen el fitoplancton marino y las fuentes vegetales C4 que, en cambio, están más enriquecidas en δ13C35, 36. contribuciones biogénicas como lo indican las proporciones de masa de nss-SO42- a SO42- (99 ± 1%) y nss-K+ a K+ (94 ± 4%) en todas las muestras29. Dado que las contribuciones de fuentes de plantas marinas y C4 se excluyen en su mayoría en el sitio de Heshan, los precursores potenciales del ácido oxálico serían COV antropogénicos (AVOC, por ejemplo, hidrocarburos aromáticos) y COV biogénicos derivados de plantas C3 (BVOC, por ejemplo, isopreno), de los cuales los valores de δ13C son similares (Tabla complementaria 5). Por lo tanto, el rango isotópico de varias fuentes de ácido oxálico en el supersitio es mínimo, dejando al fraccionamiento isotópico cinético como el proceso más probable que controla la composición de δ13C del ácido oxálico.

a Valores promedio de δ13C de ácidos dicarboxílicos alifáticos saturados (C2−C9), ácidos dicarboxílicos aromáticos [ácido ftálico (Ph) y ácido tereftálico (tPh)] y ácidos oxocarboxílicos [ácido glioxílico (ωC2) y ácido pirúvico (Pyr)] para el dos regímenes de masas de aire. Las barras de error indican el intervalo de confianza del 95 % de los valores de δ13C en cada régimen de masa de aire. Las sombras rosadas representan los compuestos para los cuales los valores de δ13C son significativamente diferentes desde el punto de vista estadístico (p < 0,05) entre los dos orígenes de masa de aire. b Relaciones entre la concentración de masa de ácido oxálico y el agua líquida en aerosol (ALW). c Relaciones entre el ácido oxálico δ13C y la concentración de masa de carbono orgánico soluble en agua (WSOC) como indicador de la abundancia de aqSOA.

El ácido oxálico es un producto final de SOA y puede formarse por dos vías. La primera vía es una descomposición fotoquímica por etapas de los diácidos alifáticos de cadena más larga27, 28, que conduce a valores de δ13C relativamente enriquecidos en los diácidos de cadena más corta residuales37. Recientemente, también se descubrió que se producían cantidades significativas de ácido oxálico seguido de ácido succínico a través de la oxidación del isopreno con ozono en condiciones secas38. La segunda vía es la oxidación de BVOC y AVOC a compuestos orgánicos semivolátiles (SVOC, p. ej., Gly y MeGly), seguida de la partición de SVOC en aerosoles húmedos o gotas de nube/niebla, con la subsiguiente transformación de la fase acuosa en ácido pirúvico ( Pyr) y ácido glioxílico (ωC2) y finalmente se oxida a ácido oxálico24,25,26. En este caso, el ácido oxálico-C transporta una señal de δ13C empobrecida ya que el ácido oxálico es un producto de oxidación, a diferencia de una reserva de C residual. Nuestro conjunto de datos muestra una correlación significativa de ácido oxálico con ALW (r2 = 0.78, P < 0.001, Fig. 3b), lo que sugiere que el ácido oxálico se formó predominantemente a través de la transferencia de precursores de gas a líquido y reacciones posteriores en fase acuosa. Esto es consistente con un estudio de modelo anterior que revela que la formación de aqSOA está limitada por ALW en lugar de por la disponibilidad de precursores39. Como se muestra en la Fig. 3b, los cinco puntos con ALW excesivo están fuera de la tendencia, lo que significa que ALW ya no era el parámetro limitante en las muestras específicas. El ácido oxálico y su producto intermedio de la fase acuosa, el ácido glioxílico, también muestran una correlación significativa (r2 = 0,65, P < 0,001), que representa la vía de la fase acuosa.

Los valores de δ13C específicos del compuesto de los ácidos oxálicos y las especies SOA relevantes pueden ayudar a explorar la vía de formación. Primero, los diácidos alifáticos homólogos superiores de C3 a C9, en contraste con C2, no muestran una diferencia estadística significativa (prueba t, P> 0.05, Tabla complementaria 6) entre los dos regímenes de fuente de masa de aire (Fig. 3a). En cambio, ωC2 y Pyr muestran valores de δ13C significativamente más bajos (prueba t, P < 0.05, Tabla complementaria 6) de (4.4‰ y 3.2‰, respectivamente, Fig. 3a) durante el flujo de salida continental que el fondo costero. Como aqSOA formado a partir de COV o SVOC, normalmente conduce a valores de δ13C más bajos en relación con los precursores, ya que los precursores que contienen isótopos más ligeros se oxidan preferentemente para formar productos de reacción. El régimen de salida continental se caracterizó por un alto % de HR y partículas higroscópicas antropogénicas sustanciales, que podrían facilitar la formación de aqSOA. Por lo tanto, la gran diferencia en la composición de δ13C del ácido oxálico entre los dos regímenes de fuente de masa de aire podría deberse principalmente a la vía de reacción de la fase acuosa, es decir, AVOC/BVOC ​​→SVOC/WSOC → Pyr → ωC2 → C240, en lugar de gas. Procesos fotoquímicos de oxidación (o descomposición). Tenga en cuenta que la contribución de la mezcla de fuentes es mínima, como se mencionó anteriormente.

Este efecto de reacción acuosa sobre el fraccionamiento de isótopos también puede aplicarse al OA soluble en agua, que es un cóctel de OA primario (p. ej., azúcares) y especies de SOA. La Figura 3c revela una clara disminución en las firmas de δ13C del ácido oxálico frente a un aumento en las concentraciones de WSOC (r2 = 0,70, P < 0,001). El procesamiento en fase acuosa atmosférica provocaría simultáneamente una disminución en la firma δ13C de los productos de reacción y un aumento en las concentraciones de masa de WSOC. Esto es precisamente lo que se observó durante esta campaña. En general, los resultados indican que los procesos de formación de aqSOA pueden ser una ruta importante para formar OA soluble en agua en la atmósfera del sur de China y entornos similares.

Además de la firma δ13C, que se somete a un fuerte fraccionamiento de isótopos durante el procesamiento atmosférico, la huella isotópica de radiocarbono (Δ14C) es conservadora y muy precisa para distinguir las fuentes fósiles de las biogénicas/de biomasa19. Se aislaron diácidos solubles en agua individuales y compuestos relacionados (C2, C3, C4, ωC2 y MeGly) mediante técnicas de cromatografía de gases capilar preparativa (Métodos). Es posible recolectar una masa suficiente de ácido oxálico C2 a partir de muestras de aerosol, mientras que los otros compuestos aislados tenían que agruparse cada mes para obtener suficiente masa de carbono para la medición de 14C. Las composiciones de Δ14C determinadas informadas como la "fracción de carbono moderno" (Fm) se muestran en la Tabla complementaria 7 y la Tabla complementaria 8. Además, es posible traducir las firmas de Fm en una contribución fraccionaria de fósiles (fósiles) versus no fósiles (incluidos emisiones biogénicas: bio y quema de biomasa: bb; en lo sucesivo, fuentes fbio/bb) (Método complementario 3).

La excelente sensibilidad y precisión del análisis de 14C a nivel molecular revela una clara diversidad en las firmas de 14C del ácido oxálico para diferentes muestras y regímenes (Fig. 2 y Tabla complementaria 7). En el régimen de masas de aire de fondo costero, el 67 ± 9% del ácido oxálico proviene de emisiones biogénicas y quema de biomasa. Aunque el monzón de verano que se origina en SCS (Fig. 1) da como resultado una precipitación eficiente, todavía hay una contribución fósil sustancial (ffósiles = 19–48%; 33 ± 9%) de actividades antropogénicas. Para las muestras de efluentes continentales, el ffossil−C2 (ffossil = 42–78 %; 55 ± 10 %) son incluso más altos que las contribuciones de fuentes biogénicas/de biomasa. El análisis de la trayectoria inversa revela que durante el último período el sitio del receptor estaba a favor del viento de las regiones fuente continentales altamente contaminadas, lo que aparentemente es una fuente de ácido oxálico en el aerosol regional (Fig. 1). Las altas proporciones de NO3- en partículas atmosféricas (~10%; Fig. 4 complementaria) indican una contribución significativa de las emisiones de tráfico41 a las partículas atmosféricas. Además, el ácido tereftálico (tPh) fue uno de los diácidos antropogénicos más abundantes y representó el 5% del total de diácidos (Tabla complementaria 3). Como tPh es un marcador de combustión de polímeros plásticos42, esto destaca la participación de precursores de la quema de plástico en la formación de diácidos. Por lo tanto, tanto el tráfico como las emisiones de la quema de plástico se encontraban fácilmente entre los contribuyentes al ácido oxálico derivado de fuentes fósiles.

La proporción de masa de ácido adípico a ácido azelaico (C6/C9) se usa a menudo para discriminar la importancia relativa de la contribución de fuentes biogénicas versus antropogénicas a los diácidos. Aquí, el ácido adípico C6 es el producto de oxidación fotoquímica del hexeno cíclico emitido por las fuentes de combustión de combustibles fósiles27, 43, mientras que el ácido azelaico C9 es un producto de degradación fotoquímica de ácidos grasos insaturados biogénicos33. Se observaron proporciones más bajas de C6/C9 (0,37 ± 0,13) en las muestras de fondo costeras que en el flujo de salida continental (0,76 ± 0,21). Además, las proporciones C6/C9 se correlacionan bien con el parámetro de ffossil−C2 (r2 = 0,63, P <0,001; Fig. 6 complementaria). Por lo tanto, las proporciones C6/C9 brindan un apoyo fuerte y consistente al resultado de la distribución de fuentes basada en 14C de diácidos.

Los contenidos fósiles de ácido oxálico en las muestras de flujo continental se comparan con sus presuntos precursores de diácidos de cadena más larga (diácidos C3 y C4) y sus precursores de procesamiento acuoso (ωC2 y MeGly) (Fig. 4c y Tabla complementaria 8). El resultado indica que las fuentes fósiles fueron los principales contribuyentes tanto al ácido oxálico (55 ± 10 %) como a sus precursores de procesamiento acuoso, es decir, ácido glioxílico (ωC2; 69 ± 4 %) y metilglioxal (MeGly; 67 ± 5 %). Por lo tanto, es obvio un predominio de las fuentes de combustibles fósiles a su formación aqSOA en el flujo de salida continental.

a Relaciones entre ácido oxálico derivado de fuentes biogénicas/quema de biomasa (bio/bb) versus levoglucosano. b Relaciones entre el ácido oxálico derivado de la fuente bio/bb frente al marcador de aerosol orgánico secundario (SOA) biogénico (incluya los trazadores SOA de isopreno y los trazadores SOA de α/β−pineno; método complementario 1). c Variabilidad mensual de la contribución no fósil al ácido oxálico, ácido malónico, ácido succínico, ácido glioxílico y metilglioxal. Las barras de error representan ±1 desviación estándar para la incertidumbre total propagada (Método complementario 3). d Contribución relativa de las emisiones biogénicas, la quema de biomasa y las emisiones de combustibles fósiles al ácido oxálico en el flujo de fondo costero y continental.

Aunque se cree que los ácidos malónico C3 y succínico C4 se producen en parte a partir del procesamiento acuoso22, 26, estos C3 y C4 tienen una contribución algo menor pero aún grande de fuentes fósiles (C3: 31 ± 4 %; C4: 36 ± 2 % ). Esto demuestra que, en cambio, los diácidos C3 y C4 se originaron principalmente a partir de la descomposición fotoquímica gradual de los ácidos grasos insaturados biogénicos, incluso en una masa de aire de salida continental altamente contaminada. El gran contraste de la fracción fósil entre los diácidos C2 y sus homólogos superiores (es decir, los diácidos C3 y C4) indica además que los precursores fósiles sustanciales contribuyen a la formación de C2 a través del procesamiento en fase acuosa, lo que da como resultado un contenido fósil mucho más alto de C2 que de sus homólogos superiores.

Las concentraciones de ácido oxálico derivado del 14C de fuentes no fósiles (bio/bb−C2) oscilan entre 40 y 417 ng m−3 (207 ± 88 ng m−3), mientras que las de fuentes fósiles (fósil−C2) son 21 a 650 ng m-3 (230 ± 168 ng m-3) (Fig. 7 complementaria). Observamos una gran similitud en la variabilidad temporal de bio/bb−C2 con nss-K+ y levoglucosan (Figura complementaria 8), especialmente durante el otoño y el invierno, cuando la quema al aire libre de residuos de cultivos agrícolas poscosecha está muy extendida en las zonas rurales de China44. Para todos los datos de toda la campaña, la concentración de bio/bb−C2 se correlaciona positivamente con levoglucosan (r2 = 0,67, P < 0,001; Fig. 4a). Las proporciones de bio/bb−C2 y nss-K+ también muestran una correlación significativa (r2 = 0,58, P <0,001; Fig. 9 complementaria). En contraste, las muestras de fondo costeras registran bajas concentraciones de levoglucosan y nss-K+ (Fig. 4a y Fig. 9 complementaria), lo que significa una contribución insignificante de la quema de biomasa. Además, se encontró una fuerte correlación lineal (r2 = 0,81, P < 0,001, Fig. 4b) entre las concentraciones de bio/bb−C2 y los trazadores de SOA biogénicos (es decir, trazadores de isopreno y trazadores de α/β−pineno) para las muestras de fondo costeras. , lo que sugiere que el bio/bb−C2 en un escenario de baja quema de biomasa se formó principalmente a partir de precursores biogénicos. Estas líneas de evidencia independientes sugieren y son consistentes con que el fondo C2 era biogénico, mientras que bb−C2 probablemente representa concentraciones adicionales de C2 no fósil. Por lo tanto, asumimos que, cuando hay poca contribución de quema de biomasa (levoglucosano ≈ 0), la concentración de bio/bb−C2 (128 ng m-3; Fig. 4a) representaría aproximadamente el nivel de C2 de fondo, es decir, el bio −C2. Con esta estimación, la concentración total de ácido oxálico se puede distribuir cuantitativamente en tres fuentes, es decir, fósil−C2, bb−C2 y bio−C2.

El C2 antropogénico (incluidos los fósiles-C2 y bb-C2) representó el 78% del C2 total en las muestras de flujo continental, mientras que su contribución es del 39% en el fondo costero (Fig. 4d). Tenga en cuenta que se ignoró la quema de biomasa natural (p. ej., incendios forestales) ya que contribuyó con <4% del total de contaminantes orgánicos derivados de la quema de biomasa en China45. Una estimación basada en trazadores sugiere que el gasSOA antropogénico, que se forma por reacción fotoquímica en fase gaseosa seguida de partición termodinámica a la fase condensada4, representa el 79 % del gasSOA total en el PRD durante el otoño-invierno46. Este contenido antropogénico de gasSOA es consistente con nuestra distribución de fuente restringida de 14C de aqSOA (fantotopogénico−C2 = 78%). Por extensión, es probable que la contribución de las emisiones antropogénicas en aqSOA y gasSOA sea constante en condiciones ambientales con alto contenido de ALW. Nuestras restricciones de isótopos basadas en la observación cuestionan el paradigma, en gran parte basado en simulaciones de modelos, que en cambio han sostenido que aqSOA, que puede contribuir con tanta masa como gasSOA al presupuesto de SOA, se forma en gran medida a partir de emisiones biogénicas4. Estudios anteriores consideraron que los precursores fósiles pueden ser más hidrófobos que los biogénicos y, por lo tanto, es probable que formen SOA preferentemente a través del procesamiento en fase gaseosa9. Sin embargo, los productos de oxidación de los precursores fósiles son en gran medida solubles en agua y, por lo tanto, su reacción química en la fase acuosa constituye una vía no desatendida, que puede competir con la formación de SOA a través de la química de la fase gaseosa.

La Figura 5 muestra los efectos duales de las fuentes de precursores y el procesamiento atmosférico de aqSOA mediante la combinación de las firmas 13C y 14C del ácido oxálico. Se encontraron concentraciones más bajas de ácido oxálico en las muestras de fondo costeras, con contribuciones no fósiles más altas y más enriquecidas en 13C. Las concentraciones más altas de ácido oxálico en las muestras de efluentes continentales se caracterizan por contribuciones fósiles más altas y más empobrecidas en 13C. Las partículas higroscópicas y los precursores en las masas de aire de salida continental facilitan los procesos químicos de la fase acuosa, lo que da como resultado valores más ligeros de δ13C y una mayor contribución fósil al ácido oxálico.

El color de los símbolos representa la concentración de ácido oxálico. Las firmas de la fuente de δ13C de los gases precursores de ácido oxálico de compuestos orgánicos volátiles biogénicos (BVOC, es decir, isopreno) y de compuestos orgánicos volátiles antropogénicos (AVOC, es decir, hidrocarburos no metánicos emitidos antropógenamente) se obtienen de los valores informados en la literatura (Tabla complementaria 5) . Los dos óvalos incluyen las muestras de fondo costeras y la mayoría de las muestras de flujo continental, respectivamente. El círculo rosa sombreado destaca los valores atípicos de las muestras continentales sujetas a un fuerte envejecimiento atmosférico.

Por el contrario, tal proceso de formación de aqSOA se volvió menos importante durante el período de fondo costero, cuando hay actividades antropogénicas menos significativas y, por lo tanto, menos precursores y partículas higroscópicas en la atmósfera. En este caso, la degradación fotoquímica (envejecimiento) del ácido oxálico superaría su formación en fase acuosa, lo que es evidente en los valores crecientes de δ13C del ácido oxálico (Fig. 5). La interpretación también puede aplicarse a varios valores atípicos de las muestras de flujo continental (sombra rosa en la Fig. 5), cuyas relaciones OC/EC son mucho más bajas que las demás, lo que se refiere al envejecimiento atmosférico exhaustivo.

Muchos estudios han investigado la formación de aqSOA a partir de precursores biogénicos/de biomasa (p. ej., isopreno)3, 7, 8, 22, 47, 48, mientras que se ha prestado mucha menos atención a los precursores fósiles/antropogénicos (p. ej., hidrocarburos aromáticos). Se ha pensado que los precursores fósiles consisten principalmente en componentes hidrófobos y, por lo tanto, se esperaba que la SOA de origen fósil fuera menos soluble en agua9. Los experimentos con cámaras de smog muestran que los aerosoles orgánicos solubles en agua exhibieron más similitudes con la SOA biogénica que con la SOA fósil. Los análisis de 13, 14, 15, 16, 17, 18 y 14C del OC en aerosol y sus subfracciones se han interpretado de tal manera que la mayoría del AO de origen fósil era insoluble en agua51, 52. Por lo tanto, estos estudios de campo y laboratorio anteriores muestran que el OA soluble en agua proviene solo en una medida muy limitada de fuentes fósiles. Por el contrario, los resultados del estudio actual, utilizando un amplio conjunto de datos moleculares de 13C/14C en China, apuntan claramente a las emisiones de fósiles antropogénicos como una fuente importante de OA soluble en agua. Esto también está respaldado por una gran contribución de fuentes fósiles al WSOC (30-60 %) informada tanto para áreas urbanas chinas52,53,54,55 como para una estación receptora en el sureste del Mar Amarillo que intercepta una gran huella regional11, 12. En conjunto , estos dos conjuntos de hallazgos implican una importante vía faltante responsable de la mejora en el OA soluble en agua derivado de combustibles fósiles en China.

El procesamiento mejorado de la fase acuosa atmosférica (δ13C de ácido oxálico se usa como representante para la formación de aqSOA) provoca simultáneamente un aumento en la concentración de masa de WSOC, lo que sugiere que aqSOA constituye una fuente sustancial de OA soluble en agua (Fig. 3c). Un estudio reciente también mostró que la oxidación de los componentes en fase gaseosa y la posterior absorción de productos de oxidación solubles en agua provocada por el aumento de ALW pueden explicar el aumento de la masa SOA en las megaciudades chinas32. Esto se corrobora aún más con las firmas de radiocarbono de los trazadores individuales de aqSOA (es decir, C2, ωC2 y MeGly), lo que revela una fuente fósil dominante de aqSOA (Fig. 4c). El aqSOA incluso mostró un contenido fósil (55-69 %) comparable al OC insoluble en agua en otras áreas urbanas chinas como Beijing (62-68 %) y Guangzhou (53-56 %) en neblina invernal56. Nuestros datos de isótopos de carbono duales de los trazadores aqSOA indican que varios precursores fósiles pueden oxidarse para formar aqSOA en la atmósfera y contribuir sustancialmente a los aerosoles WSOC. Sugerimos que este mecanismo atmosférico es responsable de la formación mejorada de WSOC de origen fósil en China.

Para probar la extensión espacial de los hallazgos, recuperamos muestras de aerosoles de cinco megaciudades de puntos críticos de emisión de China (Fig. 6a). La diferencia de los valores de fbio/bb derivados de δ13C y 14C entre el ácido oxálico y el WSOC a granel se compararon en invierno y verano, respectivamente (Fig. 6b). Aunque el ácido oxálico representa una gran fracción de WSOC (~5,2%), probablemente el compuesto individual más abundante, observamos diferencias significativas pero opuestas en las composiciones de δ13C y Δ14C entre el ácido oxálico y WSOC durante las dos temporadas. En invierno, el ácido oxálico se agotó más en 13C y 14C que el grupo WSOC en cada una de las ciudades, rojo sobre azul en la Fig. 6b (consulte la Tabla complementaria 9). Esto concuerda con el papel dominante de los procesos de formación de la fase acuosa desencadenados por el aumento de ALW en invierno32. Como se mencionó anteriormente, se observaron contribuciones fósiles abrumadoras a los compuestos aqSOA, que eran consistentes o incluso superiores al contenido fósil en OA insoluble en agua informado en áreas urbanas chinas durante la neblina invernal52, 56. Es probable que los precursores derivados de fósiles sustanciales se oxiden a WSOC aerosol a través del procesamiento acuoso secundario en invierno, lo que da como resultado productos (como el ácido oxálico) con valores de δ13C más negativos y más contribuciones de fósiles que el grupo WSOC a granel.

a Ubicaciones de las cinco megaciudades (Beijing, Guangzhou, Wuhan, Chengdu y Shanghái) y emisiones promedio de CO2 de combustibles fósiles (FF CO2) durante el año 2018. Emisiones de FF CO2 que indican altos niveles de actividades antropogénicas en las cinco megaciudades. Los datos de emisión de CO2 de FF se obtienen del Inventario de datos de fuente abierta para CO2 antropogénico (https://db.cger.nies.go.jp/dataset/ODIAC/DL_odiac2020b.html). Los límites de la costa en el mapa se originan a partir de datos de mapas vectoriales libres de Natural Earth (https://www.naturalearthdata.com/). Los límites administrativos en el mapa se originaron a partir de productos cartográficos del Centro Nacional de Geomática de China (https://www.webmap.cn/). b La diferencia de la fracción basada en δ13C y 14C de fuentes no fósiles entre el ácido oxálico y el WSOC en invierno (enero de 2018) y en verano (julio de 2018), respectivamente. Las barras de error para la composición de δ13C representan la desviación estándar relativa para análisis repetidos (n = 3). Las barras de error para la fracción basada en 14C de fuentes no fósiles representan ±1 desviación estándar para la incertidumbre total propagada (Método complementario 3).

Por el contrario, en verano, el ácido oxálico estaba más enriquecido en 13C y 14C que la piscina WSOC de Guangzhou, Wuhan y Shanghái. Como se muestra en la Fig. 6b, se muestra una tendencia general de azul sobre rojo, a pesar de los valores muy cercanos en Beijing y Chengdu, que se encuentran dentro de las incertidumbres analíticas. Una interpretación probable es que la biomasa/componente biogénico del conjunto de WSOC se somete preferentemente al envejecimiento oxidativo a moléculas pequeñas12, 57, lo que da como resultado ácido oxálico enriquecido tanto en δ13C como en Δ14C. Las diferentes firmas isotópicas de las diferentes fuentes de emisión también contribuirían al enriquecimiento de los isótopos de carbono del ácido oxálico. Tenga en cuenta aquí que se puede esperar que las contribuciones biogénicas al ácido oxálico aumenten durante el verano debido a que es la temporada de crecimiento.

La gran contribución del carbono de origen fósil a aqSOA destacada en este estudio tiene implicaciones importantes para el forzamiento del clima de aerosoles y la calidad del aire regional. El procesamiento en fase acuosa de precursores fósiles, competitivo con la vía en fase gaseosa, podría amplificar el impacto de las emisiones antropogénicas en el OA soluble en agua, alterar las propiedades químicas y la higroscopicidad de los aerosoles. La SOA higroscópica derivada afecta no solo al forzamiento radiativo directo, sino también a la actividad de los núcleos de condensación de nubes (CCN) y al posterior efecto mediado por las nubes de los aerosoles antropogénicos en el sistema climático58. En cuanto al ácido oxálico, sus interacciones con las sales inorgánicas en la fase acuosa pueden modificar la actividad CCN de las partículas de aerosol59,60,61.

Puede tener lugar un efecto de promoción mutua entre los ALW y las partículas inorgánicas (p. ej., sulfato y nitrato)31, 62. Nuestra observación durante todo el año en el sitio del receptor de Heshan es testigo de un ciclo de retroalimentación positiva entre los ALW, los inorgánicos y los compuestos aqSOA. El conjunto de datos respalda que las partículas inorgánicas inducen el crecimiento de ALW (Fig. 5 complementaria), lo que facilita la partición de los productos de oxidación en fase gaseosa en un medio de fase acuosa y promueve la formación de aqSOA (Fig. 3b)6, 30. La formación de aqSOA en la fracción de aerosol orgánico disminuiría la viscosidad del aerosol y aumentaría el ALW63, lo que a su vez promueve una mayor transferencia de gas a líquido de precursores orgánicos solubles en agua23, 32. El ácido oxálico se identifica como el límite superior de las propiedades higroscópicas del OA, con un k-Kohler de 0,487. Usando el modelo de mezcla Zdanovskii-Stokes-Robinson (ZSR)64, el efecto del ácido oxálico antropogénico en el agua en aerosol representa el 3-38 % (promedio: 10 %) del ALW aportado por los compuestos orgánicos (Método complementario 2). Las partículas inorgánicas pueden considerarse antropogénicas en la mayoría de las atmósferas continentales3, 30, 39. Proporcionamos evidencia basada en 14C de que, además de las especies inorgánicas, los compuestos aqSOA sustanciales también se derivan de precursores antropogénicos. Por lo tanto, un control amplio de diversas emisiones antropogénicas, como SO2, NOx y precursores de COV, es vital para reducir la contaminación por partículas orgánicas.

El nitrato es la partícula higroscópica atmosférica dominante en China30, 31, 41. Un estudio modelo predijo que el 92% del aumento de ALW en el este de China para el año 2100 se puede atribuir al aumento del aerosol de nitrato antropogénico30. Aquí, la concentración promedio de nitrato en las muestras de flujo de salida continental fue casi 20 veces mayor que el fondo costero (Tabla complementaria 2). Por lo tanto, esta mejora de nitrato en la fase de partículas podría ser el factor dominante que facilitó el aumento de ALW en el régimen de salida continental. Además, ha habido una rápida traducción de la combustión del carbón al gas natural en China. Sin embargo, la combustión de gas natural puede producir más de tres veces más vapor de agua que la quema de carbón65. Se interpretó que el agua derivada de la combustión constituía el 6,2 % de la humedad atmosférica y añadía el 5,1 % de las PM2,5 antropogénicas en el noroeste de China65. Por lo tanto, los efectos potenciadores de las partículas de nitrato y el vapor de agua derivado de la combustión en la formación de aqSOA deben abordarse al cambiar la estructura energética en escenarios futuros de clima y calidad del aire.

Los presentes hallazgos destacan la relevancia de la química de la fase acuosa para el procesamiento de las emisiones de combustibles fósiles en China. Estos escenarios no son exclusivos del este de Asia y podrían ser relevantes en otras regiones de alto consumo de combustibles fósiles con clima húmedo. En un estudio en el norte de Georgia de los EE. UU., Weber et al.13 observaron fuertes correlaciones entre el WSOC y los precursores antropogénicos, mientras que, en contraste, el análisis de radiocarbono reveló contribuciones biogénicas dominantes al WSOC. Nuestros resultados sugieren que aqSOA no necesariamente comparte los mismos patrones de origen con WSOC a granel. WSOC tiene una gran contribución primaria de la quema de biomasa66, lo que enmascararía el contenido fósil en aqSOA. Por lo tanto, las contribuciones fósiles a aqSOA serían mucho más altas de lo esperado en lugares como América del Norte, Europa y el sur de Asia, donde se ha demostrado que la vía química de la fase acuosa es significativa7, 39, 67. Incluso en entornos prístinos donde las emisiones biogénicas son dominantes , la importancia de las emisiones antropógenas para la formación de aqSOA también sería importante, ya que los ALW son en gran medida antropógenos2, 39.

En este estudio, las diferencias de δ13C del ácido oxálico se atribuyeron predominantemente a los efectos isotópicos cinéticos en el procesamiento atmosférico. Cabe señalar que las diferencias en las firmas isotópicas de las fuentes de emisión también pueden contribuir a las variaciones isotópicas del ácido oxálico. Sin embargo, estos factores no están limitados cuantitativamente. Queda por investigar con más detalle hasta qué punto el procesamiento atmosférico es representativo de las diferencias en las firmas isotópicas. También destacamos que, además de los procesos en fase acuosa, tanto la quema de biomasa como el envejecimiento fotoquímico en fase gaseosa también podrían ser fuentes de ácido oxálico. La diferenciación de estas vías en las mediciones de campo sigue siendo un desafío. Por lo tanto, se necesitan interpretaciones cautelosas de las señales isotópicas del ácido oxálico donde hay una quema intensiva de biomasa, un envejecimiento atmosférico extenso y la estacionalidad de los cambios de vegetación C3/C4. Los futuros estudios de isótopos de carbono dual en otros componentes de aqSOA (p. ej., glioxal) están fuertemente garantizados para restringir mejor el mecanismo químico responsable de la formación de aqSOA de origen fósil.

En general, las evidencias isotópicas de carbono dual de compuestos específicos de las observaciones de campo muestran que los precursores antropogénicos fósiles contribuyen a la formación de aqSOA en un grado mucho mayor de lo esperado. Se espera que aumenten los procesos atmosféricos de fase acuosa debido a la mayor evapotranspiración en un mundo más cálido64. La falta de contabilización de dicho procesamiento acuoso incurrido por los precursores fósiles podría conducir a una subestimación de la contribución antropogénica a los aerosoles orgánicos. Comprender el papel de las emisiones antropogénicas en la formación de aqSOA y los mecanismos químicos involucrados son de vital importancia para las futuras proyecciones climáticas y de calidad del aire, y dentro del contexto de las necesidades y opciones energéticas.

El sitio del receptor regional se ubicó en la Superestación de Monitoreo Ambiental Atmosférico de Heshan (22.711° N, 112.927° E, 60 m snm), un sitio rural ubicado a 50 km al suroeste de la megaciudad de Guangzhou en el PRD central. El área circundante al sitio de muestreo está dominada por tierras de cultivo y bosques y está lejos de las emisiones antropogénicas locales68. Durante la temporada invernal del monzón del noreste, este sitio específico intercepta bien una gran masa de aire de salida dominada antropogénicamente desde el continente chino. La fuerza del impacto antropogénico disminuye en el monzón del sureste/suroeste de verano, con la llegada de masas de aire limpio provenientes del Pacífico Occidental/Océano Índico. Los experimentos de campo comenzaron en junio de 2017 y finalizaron en mayo de 2018. Se recolectaron muestras de aerosol de PM2.5 (n = 32) en filtros de fibra de cuarzo precombustidos mediante el uso de un muestreador de alto volumen a una velocidad de flujo de aire de 1 m3/min. durante 48 h.

Las muestras de PM2.5 se estudiaron adicionalmente en cinco megaciudades de puntos calientes de emisión de China (Beijing, Shanghai, Guangzhou, Chengdu, Wuhan), que se recolectaron continuamente cada 24 h durante 1 semana en invierno (enero de 2018) y en verano (julio de 2018) . Se combinaron conjuntos continuos de 7 filtros recolectados en una semana para representar la característica estacional de cada sitio urbano. Los filtros de muestra se almacenaron en la oscuridad a -20 °C antes del análisis. Se recogieron filtros en blanco de campo para cada campaña.

Los datos de concentración atmosférica de parámetros meteorológicos y contaminantes gaseosos se obtuvieron del monitor horario de la Superestación de Monitoreo Ambiental Atmosférico de Heshan. Para caracterizar diferentes fuentes geográficas de masas de aire encontradas en Heshan, se calcularon trayectorias de masas de aire hacia atrás isoentrópicas de 3 días a una altura de 100 m por cada 12 h utilizando el modelo HYSPLIT (versión 4) y conjuntos de datos meteorológicos del laboratorio de recursos aéreos de la NOAA (http://ready.arl.noaa.gov/HYSPLIT.php). Las trayectorias posteriores se agrupan en dos vías de transporte principales con regiones de origen muy diferentes durante las campañas de muestreo.

La concentración de especies típicas de aqSOA (diácidos, oxoácidos y α-dicarbonilos) se midió siguiendo protocolos anteriores19, 27. Se extrajo una alícuota de muestras de filtro con agua Milli-Q. Los extractos se concentraron a sequedad y se derivatizaron con BF3 al 10 % en 1-butanol (Sigma-Aldrich, St Louis, MO) en un baño de agua caliente a 100 °C durante aproximadamente 1 h. Los derivados se extrajeron con n-hexano y finalmente se cuantificaron mediante GC-MS (cromatografía de gases Agilent 7890 A y espectrometría de masas Agilent 5975C). Las concentraciones informadas aquí están corregidas para el blanco de campo, pero no están corregidas para las eficiencias de recuperación.

Detalles relevantes del método de análisis para componentes carbonosos de aerosoles (carbono orgánico: OC, carbono elemental: EC; carbono orgánico soluble en agua: WSOC), constituyentes inorgánicos solubles en agua (WSIC, es decir, Na+, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl-, NO3- y SO42-), trazadores SOA biogénicos; y los compuestos de azúcar se proporcionan en el Método complementario 1.

El agua líquida total del aerosol (ALW) se toma como la suma del agua asociada con los componentes químicos individuales del aerosol, suponiendo que las partículas están internamente mezcladas69. El ALW de especies inorgánicas se estimó utilizando un modelo de equilibrio termodinámico, ISORROPIA-II; http://nenes.eas.gatech.edu/ISORROPIA/ (Método complementario 2) utilizando la concentración de partículas de iones inorgánicos y parámetros meteorológicos (temperatura y HR%). La contribución orgánica para ALW se calculó mediante la regla de mezcla de Zdanovskii-Stokes-Robinson (ZSR) como se describe en el Método complementario 2.

Los valores de δ13C de los derivados de diácidos se determinaron usando GC ISOLink2/IRMS (Thermo Fisher Scientific). A continuación, se calcularon los valores de δ13C de los diácidos libres y compuestos relacionados mediante un enfoque de balance de masas isotópico, basado en los valores medidos de δ13C de los derivados y el agente derivatizante (1-butanol, δ13C = −30,21‰). Se ha informado que el fraccionamiento isotópico durante el paso de derivatización es inferior al 0,73 ‰ en nuestras publicaciones anteriores19. Cada muestra se midió por duplicado y se informaron los valores medios de δ13C. La diferencia en δ13C de diácidos (es decir, C2, C3, C4, C5, C6, Ph, tPh, C9) en análisis replicados fue generalmente <1‰, aunque la precisión analítica fue <2‰ para otros compuestos (es decir, Pyr, ωC2).

El método analítico para el aislamiento de diácidos individuales para determinar las composiciones de Δ14C se basa en nuestras publicaciones anteriores19. En resumen, el filtro se extrajo con agua Milli-Q y se derivatizó con BF3/1-butanol. Se aislaron y recolectaron cantidades de microgramos de C2, C3, C4, ωC2 y MeGly mediante cromatografía de gases capilar preparativa (pcGC) a través de alrededor de 50 ejecuciones consecutivas (5 μl por inyección), que fue suficiente para el análisis de radiocarbono de abundancia natural fuera de línea. Los aislados de pcGC se sometieron a combustión a 920 °C y el CO2 resultante finalmente se convirtió en grafito mediante el método de reducción de hidrógeno. Las mediciones de 14C se realizaron mediante espectrometría de masas con acelerador (1.5SDH-1, 0.5MV, NEC, EE. UU.)19. En todos los casos, los resultados de 14C se informan como "fracción de carbono moderno" (Fm) normalizada a un valor común de δ13C de −25‰. Los valores de Fm se convirtieron además en la fracción de fuente no fósil (fbio/bb) con un factor de conversión de 1,06 para compensar el exceso de 14C producido por las pruebas de bombas nucleares en las décadas de 1950 y 1960. La concentración de diácidos en los filtros en blanco fue <0,06 % de las muestras reales, por lo tanto, no se realizó ninguna sustracción del filtro en blanco para el análisis de isótopos en este estudio. Los resultados de las muestras se corrigieron para los espacios en blanco de procedimiento utilizando un par de estándares de procesamiento con una composición de radiocarbono fósil o moderna. Se adoptó un enfoque de balance de masas isotópico para corregir la contribución de carbono de los grupos butanol (1-butanol, Fm = 0,0029 ± 0,001) agregados en los derivados de los diácidos, cuando correspondía. Los cálculos para la corrección en blanco, los resultados de Fm y la propagación de errores se muestran en el Método complementario 3.

El método analítico para las mediciones de la composición de δ13C y Δ14C de las construcciones de WSOC en los protocolos de extracción por ultrasonidos se informó en el Método complementario 4. La validez del método de ultrasonidos durante la extracción de materiales orgánicos solubles en agua se demostró comparando los ultrasonidos con otro protocolo de extracción, es decir, , remojo (consulte la Tabla complementaria 10 y la Figura complementaria 10). Las mediciones de la composición δ13C de WSOC se realizaron en un analizador elemental Flash 2000 conectado a un espectrómetro de masas de relación de isótopos Thermo Scientific Delta V. Las mediciones de la composición de Δ14C se realizaron utilizando la instalación de espectrometría de masas con acelerador (1.5SDH-1, 0.5MV, NEC, EE. UU.) del Instituto de Geoquímica de Guangzhou de la Academia de Ciencias de China (GIGCAS).

Los datos que respaldan los hallazgos de este estudio están disponibles en el repositorio digital de Figshare (https://doi.org/10.6084/m9.figshare.20469540). Los datos de profundidad óptica del aerosol están disponibles a través de las observaciones del espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS) (https://giovanni.gsfc.nasa.gov/giovanni/). Las trayectorias isoentrópicas hacia atrás de la masa de aire están disponibles a través del laboratorio de recursos del aire de la NOAA (http://ready.arl.noaa.gov/HYSPLIT.php). Se accedió a los datos de emisión de CO2 de combustibles fósiles a través del Inventario de datos de código abierto para CO2 antropogénico (https://db.cger.nies.go.jp/dataset/ODIAC/DL_odiac2020b.html). Los datos de origen se proporcionan con este documento.

Jiménez, JL et al. Evolución de los aerosoles orgánicos en la atmósfera. Ciencia 326, 1525–1529 (2009).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Carlton, AG, Christiansen, AE, Flesch, MM, Hennigan, CJ y Sareen, N. Química atmosférica multifásica en agua líquida: impactos y capacidad de control del aerosol orgánico. Cuenta química Res. 53, 1715–1723 (2020).

Artículo CAS PubMed Google Académico

McNeill, VF Química orgánica acuosa en la atmósfera: fuentes y procesamiento químico de aerosoles orgánicos. Reinar. ciencia Tecnología 49, 1237–1244 (2015).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Ervens, B., Turpin, BJ & Weber, RJ Formación de aerosoles orgánicos secundarios en gotas de nubes y partículas acuosas (aqSOA): una revisión de estudios de laboratorio, de campo y modelo. atmósfera química física 11, 11069–11102 (2011).

Artículo ADS CAS Google Académico

Lim, YB, Tan, Y., Perri, MJ, Seitzinger, SP & Turpin, BJ La química acuosa y su papel en la formación de aerosoles orgánicos secundarios (SOA). atmósfera química física 10, 10521–10539 (2010).

Artículo ADS CAS Google Académico

Hennigan CJ, Bergin MH, Dibb JE, Weber RJ Formación de aerosoles orgánicos secundarios mejorada debido a la absorción de agua por partículas finas. Geofísico. Res. Letón. 35, L18801 (2008).

Gilardoni, S. et al. Observación directa de aerosol orgánico secundario acuoso procedente de emisiones de quema de biomasa. proc. Academia Nacional. ciencia EE. UU. 113, 10013–10018 (2016).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Lamkaddam, H. et al. Gran contribución al aerosol orgánico secundario de la química de la nube de isopreno. ciencia Adv. 7, eabe2952 (2021).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Favez O., Sciare J., Cachier H., Alfaro SC, Abdelwahab MM Formación significativa de aerosoles orgánicos secundarios insolubles en agua en un entorno urbano semiárido. Geofísico. Res. Letón. 35, L15801 (2008).

Wang, J. et al. Producción acuosa de aerosoles orgánicos secundarios a partir de emisiones de combustibles fósiles en la neblina invernal de Beijing. proc. Academia Nacional. ciencia EE. UU. 118, e2022179118 (2021).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Colmillo, W. et al. Evolución divergente de aerosoles carbonosos durante la dispersión de East Asian Haze. ciencia Rep. 7, 10422 (2017).

Artículo ADS PubMed PubMed Central CAS Google Scholar

Kirillova, EN, Andersson, A., Han, J., Lee, M. y Gustafsson, Ö. Fuentes y absorción de luz de aerosoles de carbono orgánico soluble en agua en el flujo de salida del norte de China. atmósfera química física 14, 1413–1422 (2014).

Artículo ADS CAS Google Académico

Weber, RJ et al. Un estudio de la formación de aerosoles orgánicos secundarios en el sureste de los Estados Unidos con influencia antropogénica. J. Geophys. Res. atmósfera 112, D13302 (2007).

Zhang, YL et al. Fuentes fósiles y no fósiles de diferentes fracciones carbonosas en partículas finas y gruesas por medida de radiocarbono. Radiocarbono 55, 1510-1520 (2013).

Artículo CAS Google Académico

Kirillova, EN et al. Estudio basado en 13C y 14C de fuentes y procesamiento atmosférico de carbono orgánico soluble en agua (WSOC) en aerosoles del sur de Asia. J. Geophys. Res.: Atmos. 118, 614–626 (2013).

Artículo ADS CAS Google Académico

Szidat, S. et al. Fuentes fósiles y no fósiles de carbono orgánico (OC) y carbono elemental (EC) en Goteborg, Suecia. atmósfera química física 9, 1521–1535 (2009).

Artículo ADS CAS Google Académico

Bosch, C. et al. Composición de isótopos duales de diagnóstico de fuente y propiedades ópticas del carbono orgánico soluble en agua y el carbono elemental en el flujo de salida del sur de Asia interceptado sobre el Océano Índico. J. Geophys. Res.: Atmos. 119, 11 743–711 759 (2014).

Artículo CAS Google Académico

Wozniak, AS, Bauer, JE y Dickhut, RM Características del carbono orgánico soluble en agua asociado con partículas de aerosol en el este de los Estados Unidos. atmósfera Reinar. 46, 181–188 (2012).

Artículo ADS CAS Google Académico

Xu, B. et al. Análisis de radiocarbono específico de compuestos de ácidos dicarboxílicos de bajo peso molecular en aerosoles ambientales mediante cromatografía de gases preparativa: desarrollo de métodos. Reinar. ciencia Tecnología Letón. 8, 135–141 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Cao, F. et al. Nuevos conocimientos sobre las fuentes y la formación de aerosoles carbonosos en China: aplicaciones potenciales de isótopos de doble carbono. ciencia nacional Rev. 4, 804–+ (2017).

Artículo CAS Google Académico

Sorooshian, A. et al. Ácidos orgánicos particulados y mediciones generales de composición de aerosoles solubles en agua del Estudio de clima y composición atmosférica del Golfo de México de 2006 (GoMACCS). J. Geophys. Res.: Atmos. 112, D13201 (2007).

Chen, Y. et al. Ácidos carboxílicos de bajo peso molecular en el sureste de los EE. UU.: formación, partición e implicaciones para el envejecimiento de los aerosoles orgánicos. Reinar. ciencia Tecnología 55, 6688–6699 (2021).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Wang, J. et al. Formación mejorada en fase acuosa de aerosoles orgánicos secundarios debido a la quema de biomasa regional sobre la llanura del norte de China. Reinar. contaminar 256, 113401 (2020).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Carlton, AG y col. Ácido oxálico atmosférico y producción de SOA a partir de glioxal: resultados de experimentos de fotooxidación acuosa. atmósfera Reinar. 41, 7588–7602 (2007).

Artículo ADS CAS Google Académico

Lim, YB, Tan, Y. & Turpin, BJ Perspectivas químicas, química explícita y rendimientos de aerosoles orgánicos secundarios a partir de la oxidación de radicales OH de metilglioxal y glioxal en la fase acuosa. atmósfera química física 13, 8651–8667 (2013).

Artículo ADS CAS Google Académico

Bikkina, S., Kawamura, K. & Sarin, M. Formación de aerosoles orgánicos secundarios sobre el océano costero: inferencias a partir de compuestos orgánicos atmosféricos de bajo peso molecular solubles en agua. Reinar. ciencia Tecnología 51, 4347–4357 (2017).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Kawamura, K. & Ikushima, K. Cambios estacionales en la distribución de ácidos dicarboxílicos en la atmósfera urbana. Reinar. ciencia Tecnología 27, 2227–2235 (1993).

Artículo ADS CAS Google Académico

Kawamura, K. & Sakaguchi, F. Distribuciones moleculares de ácidos dicarboxílicos solubles en agua en aerosoles marinos sobre el Océano Pacífico, incluidos los trópicos. J. Geophys. Res.: Atmos. 104, 3501–3509 (1999).

Artículo ADS CAS Google Académico

Dasari, S. et al. La degradación fotoquímica afecta la absorción de luz del carbono marrón soluble en agua en el flujo de salida del sur de Asia. ciencia Adv. 5, eaau8066 (2019).

Artículo ADS PubMed PubMed Central CAS Google Scholar

Hodas, N. et al. Agua líquida en aerosol impulsada por nitrato antropogénico: implicaciones para la vida útil de los gases orgánicos solubles en agua y potencial para la formación de aerosoles orgánicos secundarios. Reinar. ciencia Tecnología 48, 11127–11136 (2014).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Wu, Z. et al. Agua líquida en aerosol impulsada por sales inorgánicas antropogénicas: lo que implica su papel clave en la formación de neblina sobre la llanura del norte de China. Reinar. ciencia Tecnología Letón. 5, 160–166 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Gkatzelis, GI et al. La absorción de productos de oxidación en fase gaseosa solubles en agua impulsa la contaminación por partículas orgánicas en Beijing. Geofísico. Res. Letón. 48, e2020GL091351 (2021).

Artículo ANUNCIOS Google Académico

Kawamura, K. & Gagosian, RB Implicaciones de los ácidos ω-oxocarboxílicos en la atmósfera marina remota para la fotooxidación de ácidos grasos insaturados. Naturaleza 325, 330–332 (1987).

Artículo ADS CAS Google Académico

Ballentine, DC, Macko, SA & Turekian, VC Variabilidad de las composiciones isotópicas de carbono estables en ácidos grasos individuales de la combustión de plantas C4 y C3: implicaciones para la quema de biomasa. química Geol. 152, 151–161 (1998).

Artículo ADS CAS Google Académico

Miyazaki, Y., Kawamura, K., Jung, J., Furutani, H. y Uematsu, M. Distribuciones latitudinales de nitrógeno orgánico y carbono orgánico en aerosoles marinos sobre el Pacífico Norte occidental. atmósfera química física 11, 3037–3049 (2011).

Artículo ADS CAS Google Académico

Martinelli, LA, Camargo, PB, Lara, L., Victoria, RL & Artaxo, P. Composición isotópica estable de carbono y nitrógeno de partículas de aerosol a granel en un paisaje de plantas C4 del sureste de Brasil. atmósfera Reinar. 36, 2427–2432 (2002).

Artículo ADS CAS Google Académico

Aggarwal, SG y Kawamura K. Distribuciones moleculares y composiciones isotópicas de carbono estables de ácidos dicarboxílicos y compuestos relacionados en aerosoles de Sapporo, Japón: implicaciones para el envejecimiento fotoquímico durante el transporte atmosférico de largo alcance. J. Geophys. Res.: Atmos. 113, D14301 (2008).

Bikkina, S., Kawamura, K., Sakamoto, Y. & Hirokawa, J. Ácidos dicarboxílicos de bajo peso molecular, ácidos oxocarboxílicos y α-dicarbonilos como productos de ozonólisis del isopreno: implicaciones para la formación en fase gaseosa de aerosoles orgánicos secundarios. ciencia Entorno Total. 769, 144472 (2021).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Carlton, AG & Turpin, BJ El potencial de partición de partículas de los compuestos orgánicos es más alto en el este de los EE. UU. y está impulsado por el agua antropogénica. atmósfera química física 13, 10203–10214 (2013).

Artículo ADS CAS Google Académico

Zhang, Y.-L., Kawamura, K., Cao, F. & Lee, M. Composiciones isotópicas de carbono estables de ácidos dicarboxílicos de bajo peso molecular, ácidos oxocarboxílicos, α-dicarbonilos y ácidos grasos: implicaciones para el procesamiento atmosférico de aerosoles orgánicos. J. Geophys. Res.: Atmos. 121, 3707–3717 (2016).

Artículo ADS CAS Google Académico

Zhang, Q. et al. Impulsores de la mejora de la calidad del aire PM2.5 en China de 2013 a 2017. Proc. Academia Nacional. ciencia EE. UU. 116, 24463–24469 (2019).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Pavuluri CM, Kawamura K., Swaminathan T. Carbono orgánico soluble en agua, ácidos dicarboxílicos, cetoácidos y α-dicarbonilos en los aerosoles tropicales de la India. J. Geophys. Res. Atmósfera 115, D11302 (2010).

Hatakeyama, S. et al. Reacción ozono-ciclohexeno en el aire: análisis cuantitativo de productos particulados y el mecanismo de reacción. Reinar. ciencia Tecnología 19, 935–942 (1985).

Artículo ADS CAS Google Académico

Yuan, B., Liu, Y., Shao, M., Lu, S. & Streets, DG Contribuciones de la quema de biomasa a las especies de COV ambientales en un sitio receptor en el delta del río Pearl (PRD), China. Reinar. ciencia Tecnología 44, 4577–4582 (2010).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Zhou, Y. et al. Un inventario completo de emisiones de quema de biomasa con alta resolución espacial y temporal en China. atmósfera química física 17, 2839–2864 (2017).

Artículo ADS CAS Google Académico

Ding, X. et al. Estimación basada en trazadores de carbono orgánico secundario en el delta del río Perla, sur de China. J. Geophys. Res.: Atmos. 117, D05313 (2012).

Lim, H.-J., Carlton, AG & Turpin, BJ El isopreno forma aerosoles orgánicos secundarios a través del procesamiento de nubes: simulaciones de modelos. Reinar. ciencia Tecnología 39, 4441–4446 (2005).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Carlton, AG y col. Rendimiento del modelo CMAQ mejorado cuando se incluye aerosol orgánico secundario en la nube: comparaciones de predicciones de carbono orgánico con mediciones. Reinar. ciencia Tecnología 42, 8798–8802 (2008).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Baltensperger, U. et al. Aerosoles orgánicos secundarios a partir de precursores antropogénicos y biogénicos. Discusión de Faraday. 130, 265–278 (2005).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Updyke, KM, Nguyen, TB & Nizkorodov, SA Formación de carbón marrón a través de reacciones de amoníaco con aerosoles orgánicos secundarios de precursores biogénicos y antropogénicos. atmósfera Reinar. 63, 22–31 (2012).

Artículo ADS CAS Google Académico

Wozniak AS, Bauer JE, Dickhut RM, Xu L., McNichol AP Caracterización isotópica de componentes de carbono orgánico en aerosol sobre el este de los Estados Unidos. J. Geophys. Res. atmósfera 117, D13303 (2012).

Zhang, Y.-L. et al. Gran contribución de carbono orgánico secundario derivado de combustibles fósiles a los aerosoles orgánicos solubles en agua en la neblina invernal en China. atmósfera química física 18, 4005–4017 (2018).

Artículo ADS CAS Google Académico

Mo, Y. et al. Prorrateo de fuente basado en isótopos de carbono dual y propiedades de absorción de luz de carbono orgánico soluble en agua en PM2.5 sobre China. J. Geophys. Res.: Atmos., 126, e2020JD033920 (2021).

Liu, J. et al. Prorrateo de fuentes y cambios dinámicos de aerosoles carbonosos durante el proceso de decaimiento de la floración de la neblina en China con base en trazadores moleculares orgánicos y de radiocarbono. atmósfera química física 16, 2985–2996 (2016).

Artículo ADS CAS Google Académico

Liu, J. et al. Prorrateo de fuente derivada de radiocarbono de aerosoles carbonosos finos antes, durante y después de la cumbre de Cooperación Económica Asia-Pacífico (APEC) de 2014 en Beijing, China. J. Geophys. Res.: Atmos. 121, 4177–4187 (2016).

Artículo ADS CAS Google Académico

Zhang, Y.-l et al. Análisis de radiocarbono a microescala (μg) de carbono orgánico soluble en agua en muestras de aerosol. atmósfera Reinar. 97, 1–5 (2014).

Artículo ADS CAS Google Académico

Kirillova, EN et al. Aerosoles de carbono orgánico solubles en agua durante un invierno completo en Nueva Delhi: distribución de fuentes basadas en isótopos y propiedades ópticas. J. Geophys. Res.: Atmos. 119, 3476–3485 (2014).

Artículo ADS CAS Google Académico

Glassmeier, F. et al. Enfriamiento de aerosol-nube-clima sobreestimado por datos de seguimiento de barcos. Ciencia 371, 485–489 (2021).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Prenni, AJ et al. Los efectos de los ácidos dicarboxílicos de bajo peso molecular en la formación de nubes. J. física. química A 105, 11240–11248 (2001).

Artículo CAS Google Académico

Jing, B. et al. Comportamiento higroscópico de aerosoles orgánicos multicomponentes y sus mezclas internas con sulfato de amonio. atmósfera química física 16, 4101–4118 (2016).

Artículo ADS CAS Google Académico

Boreddy, SKR & Kawamura, K. Investigación sobre la higroscopicidad del ácido oxálico y las sales de oxalato atmosféricamente relevantes en condiciones subsaturadas y sobresaturadas. Reinar. Sci.: Proceso. Impactos 20, 1069–1080 (2018).

CAS Google Académico

Wang, Y. et al. La promoción mutua entre el agua líquida de partículas de aerosol y la mejora de nitrato de partículas conduce a una grave contaminación por partículas dominadas por nitratos y baja visibilidad. atmósfera química física 20, 2161–2175 (2020).

Artículo ADS CAS Google Académico

Shiraiwa, M., Ammann, M., Koop, T. & Pöschl, U. Consumo de gas y envejecimiento químico de partículas de aerosoles orgánicos semisólidos. proc. Academia Nacional. ciencia EE. UU. 108, 11003–11008 (2011).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Nguyen, TKV, Zhang, Q., Jimenez, JL, Pike, M. & Carlton, AG Agua líquida: contribuyente ubicuo a la masa de aerosol. Reinar. ciencia Tecnología Letón. 3, 257–263 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Xing, M. et al. Evidencia isotópica de vapor del empeoramiento de la calidad del aire invernal por el agua derivada de la combustión antropogénica. proc. Academia Nacional. ciencia EE. UU. 117, 33005–33010 (2020).

Artículo ADS CAS PubMed Central Google Scholar

Mayol-Bracero, OL et al. Compuestos orgánicos hidrosolubles en aerosoles de quema de biomasa sobre la Amazonía 2. Prorrateo de la composición química e importancia de la fracción poliácida. J. Geophys. Res. atmósfera 107, LBA 59-1–LBA 59-15 (2002).

Artículo CAS Google Académico

Chen, Y. et al. El agua líquida en aerosol asociada con cloruro de amonio aumenta el aturdimiento en Delhi, India. Reinar. ciencia Tecnología 56, 7163–7173 (2022).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kong, L. et al. Propiedades ópticas de aerosoles bajo diferentes niveles de contaminación en la región del delta del río Perla (PRD) de China. J. Medio Ambiente. ciencia 87, 49–59 (2020).

Artículo Google Académico

Guo, H. et al. Agua de partículas finas y pH en el sureste de los Estados Unidos. atmósfera química física 15, 5211–5228 (2015).

Artículo ADS CAS Google Académico

Descargar referencias

Este estudio fue financiado por la Fundación de Ciencias Naturales de China (42030715), los proyectos cooperativos y de investigación de la Alianza de Organizaciones Científicas Internacionales (ANSO-CR-KP−2021-05), la Fundación de Guangdong para el Programa de Investigación Científica y Tecnológica (2017BT01Z134) , y el Programa Nacional Clave de I+D de China (2017YFC0212000). Nos gustaría agradecer al Dr. Duohong Chen por proporcionar los datos meteorológicos, al Dr. Weiwei Hu por los útiles debates y a la Dra. Lili Ming por el apoyo con los instrumentos.

Srinivas Bikini

Dirección actual: CSIR-Instituto Nacional de Oceanografía, Dona Paula, 403004, Goa, India

Ambarish Pokhrel

Dirección actual: Instituto de Ciencia y Tecnología, Universidad Tribhuvan, Katmandú, 44600, Nepal

Laboratorio Estatal Clave de Geoquímica Orgánica, Instituto de Geoquímica de Guangzhou, Academia de Ciencias de China, Guangzhou, 510640, China

Buqing Xu, Gan Zhang, Jun Li, Guangcai Zhong, Shizhen Zhao, Jing Li, Chen Huang, Zhineng Cheng, Sanyuan Zhu, Pingan Peng y Guoying Sheng

Centro CAS para la Excelencia en Ciencias Profundas de la Tierra, Guangzhou, 510640, China

Buqing Xu, Gan Zhang, Jun Li, Guangcai Zhong, Shizhen Zhao, Jing Li, Chen Huang, Zhineng Cheng, Sanyuan Zhu, Pingan Peng y Guoying Sheng

Departamento de Ciencias Ambientales y Centro Bolin para la Investigación del Clima, Universidad de Estocolmo, Estocolmo, 10691, Suecia

Örjan Gustafsson y August Andersson

Instituto Chubu de Estudios Avanzados, Universidad de Chubu, Kasugai, 487-8501, Japón

Kimitaka Kawamura, Srinivas Bikkina, Bhagawati Kunwar y Ambarish Pokhrel

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

BX y GZ diseñaron el experimento. JUN.L., ZC y S.-ZZ proporcionaron las muestras. BX, AA, BK, AP, JING.L., CH, ZC y S.-YZ procesaron datos y realizaron análisis. BX escribió el artículo. GZ, Ö.G., KK, AA, SB, G.-CZ, PP y GS comentaron el manuscrito.

Correspondencia a Gan Zhang o Örjan Gustafsson.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Nature Communications agradece a Andrew Wozniak y a los otros revisores anónimos por su contribución a la revisión por pares de este trabajo. Los informes de los revisores están disponibles.

Nota del editor Springer Nature se mantiene neutral con respecto a los reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

Acceso abierto Este artículo tiene una licencia internacional Creative Commons Attribution 4.0, que permite el uso, el intercambio, la adaptación, la distribución y la reproducción en cualquier medio o formato, siempre que se otorgue el crédito correspondiente al autor o autores originales y a la fuente. proporcionar un enlace a la licencia Creative Commons e indicar si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito al material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su uso previsto no está permitido por la regulación legal o excede el uso permitido, deberá obtener el permiso directamente del titular de los derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Reimpresiones y permisos

Xu, B., Zhang, G., Gustafsson, Ö. et al. Gran contribución de componentes derivados de fósiles a los aerosoles orgánicos secundarios acuosos en China. Comuna Nacional 13, 5115 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-32863-3

Descargar cita

Recibido: 09 Diciembre 2021

Aceptado: 22 de agosto de 2022

Publicado: 31 de agosto de 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-022-32863-3

Cualquier persona con la que compartas el siguiente enlace podrá leer este contenido:

Lo sentimos, un enlace para compartir no está disponible actualmente para este artículo.

Proporcionado por la iniciativa de intercambio de contenido Springer Nature SharedIt

Investigación química en universidades chinas (2023)

Avances en Ciencias Atmosféricas (2023)

Al enviar un comentario, acepta cumplir con nuestros Términos y Pautas de la comunidad. Si encuentra algo abusivo o que no cumple con nuestros términos o pautas, márquelo como inapropiado.