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作为云凝结核的有机气溶胶的类型及理化特性

有机气溶胶，单颗粒分析，形貌特征，粒径分布，耐热性

有机气溶胶可以通过形成云凝结核影响降水的分布，进而改变全球气候条件。本研究利用透射电镜与能谱仪研究北京冬季有机气溶胶的类型及理化特性，发现北京冬季一次有机颗粒较为普遍, 根据内混颗粒物的化学组分差异将其分为三种: 有机物–矿物颗粒(3%)、有机物–烟尘颗粒(16%)和有机物–二次无机盐颗粒(81%)。对北京冬季大气中437个含有机物的颗粒物的粒径和混合特征进行了统计分析, 结果表明含有机物的颗粒的粒径峰值在260 nm处, 且51.2%的有机颗粒与二次无机颗粒以内混形式存在。此外, 本研究还使用管式炉对采集的大气单颗粒样品进行高温加热, 再利用透射电镜对加热后的几类典型有机单颗粒形貌和组分特征进行原位跟踪分析。结果显示, 近圆形一次有机物经过300 ℃和500 ℃加热过程之后, 形貌特征无明显变化, 表明该类一次有机颗粒具有耐高温特性; 半透明穹顶状有机物在300 ℃下粒径增大且颜色更加透明, 表明在此温度下该类颗粒中大部分有机组分能够挥发; 将具有有机包裹层的颗粒物在室温及300 ℃下的形貌特征对比测量, 发现虽然二次有机包裹层留有部分痕迹, 但是大部分已挥发, 进一步升温至500 ℃时, 半透明穹顶状的有机物和有机包裹层在高温过程中挥发完毕。本研究证明北方冬季燃煤排放的圆形一次有机物含有大量的难挥发耐热有机组分, 外场观测和实验室分析应考虑此类一次有机颗粒的耐高温特性, 从而更准确地对我国有机气溶胶进行定量和溯源分析，进而有利于评估其云物理特性。