SCI
SCIE
SCOPUS
Nocturnal fine particulate nitrate formation by N<sub>2</sub>O<sub>5</sub> heterogeneous chemistry in Seoul Metropolitan Area, Korea
저자
Jo, Hyun-Young ; Lee, Hyo-Jung ; Jo, Yu-Jin ; Lee, Jong-Jae ; Ban, Soojin ; Lee, Jin-Ju ; Chang, Lim-Seok ; Heo, Gookyoung ; Kim, Cheol-Hee
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2019
작성언어
-주제어
등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
58-69(12쪽)
제공처
소장기관
<P><B>Abstract</B></P> <P>This study investigated the potential of fine nitrate (NO<SUB>3</SUB> <SUP>−</SUP> in PM<SUB>2.5</SUB>) formation in Seoul Metropolitan Area (SMA) by nighttime dinitrogen pentoxide (N<SUB>2</SUB>O<SUB>5</SUB>) heterogeneous chemistry during March 16–18, 2016, relatively dry and stagnant early spring days, by intervening N<SUB>2</SUB>O<SUB>5</SUB> uptake coefficients (reactive uptake probability, γN<SUB>2</SUB>O<SUB>5</SUB>) in modeling with WRF-CMAQ. Simulations of a base case and two sensitivity tests with default (Davis et al., 2008), zero and decupled (tenfold) γN<SUB>2</SUB>O<SUB>5</SUB> showed that impacts of γN<SUB>2</SUB>O<SUB>5</SUB> on NO<SUB>3</SUB> <SUP>−</SUP> and PM<SUB>2.5</SUB> are sensitive to relative humidity (RH) and sulfate-nitrate-ammonium (SNA) conditions. The base case simulation generally underestimated NO<SUB>3</SUB> <SUP>−</SUP> and PM<SUB>2.5</SUB> levels in comparison to observations. Even with decupled γN<SUB>2</SUB>O<SUB>5</SUB>, modeled NO<SUB>3</SUB> <SUP>−</SUP> and PM<SUB>2.5</SUB> concentrations showed relatively small increases under conditions that RH is relatively low in the range of 20 to 40% and SNA levels are severely underestimated (e.g., lower by one third) in the base case simulation. Comparisons of NO<SUB>3</SUB> <SUP>−</SUP> and PM<SUB>2.5</SUB> concentrations in SMA between simulations with differently specified γN<SUB>2</SUB>O<SUB>5</SUB> indicated that N<SUB>2</SUB>O<SUB>5</SUB> heterogeneous chemistry has potential to (1) form additional nitric acid (HNO<SUB>3</SUB>), (2) further react with ammonia (NH<SUB>3</SUB>) emitted from various sources including agricultural sources outside of SMA urban-core areas, and (3) contribute to NO<SUB>3</SUB> <SUP>−</SUP> and PM<SUB>2.5</SUB> formation in SMA. Additional modeling and observational studies on heterogeneous N<SUB>2</SUB>O<SUB>5</SUB> chemistry are needed to improve our understanding of NO<SUB>3</SUB> <SUP>−</SUP> and PM<SUB>2.5</SUB> formation and better forecast PM<SUB>2.5</SUB> pollution levels over SMA or other urban areas with abundant nitrogen oxides emissions and ammonia emissions such as agricultural emissions from surrounding areas.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> N<SUB>2</SUB>O<SUB>5</SUB> heterogeneous chemistry in the PM<SUB>2.5</SUB> formation was investigated by intervening the uptake coefficient (rN<SUB>2</SUB>O<SUB>5</SUB>). </LI> <LI> Simulations with the improved uptake coefficient (rN<SUB>2</SUB>O<SUB>5</SUB>) contributed to better PM<SUB>2.5</SUB> prediction in some conditons. </LI> <LI> Observational studies are needed to understand the nitare formation in the areas with abundant NO<SUB>x</SUB> and NH<SUB>3</SUB> emissions. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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