基于FT-ICR MS实测柴油货车排放极性有机组分特征研究
编号:3965
访问权限:私有
更新:2023-04-21 00:52:26 浏览:409次
张贴报告
摘要
有机气溶胶(OA) 是大气细颗粒物的重要组成成分,组成极为复杂,传统质谱分析方法对于OA的测定有限,存在较多的未识别组分(Choi et al.,2017)(Xie et al.,2022)。其中,极性有机化合物(POCs)的各种组分对于环境质量、人体健康及气候效应都有深远影响,例如水溶性有机碳等(Song et al.,2018)。柴油货车被认为是POCs的主要排放源之一,研究其排放POCs的组成特征有助于进一步掌握柴油货车的环境效应。目前,傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)因具有极高的分辨率和质量精度,能够在分子水平上对有机物质进行详细表征,可作为机动车排放POCs化学组成研究的有效分析仪器。本研究通过实测获得一辆国3柴油货车的尾气,并带入实验室依次使用超纯水和二氯甲烷+甲醇(DCM:MeOH=4:1)萃取柴油货车排放颗粒中全极性范围的POCs,最后使用FT-ICR MS对于两种萃取溶液进行分析,探讨柴油车排放POCs的主要组成及特征分子结构。将提取的POCs根据元素组成将其分为三组:CHO、CHON以及含硫化合物(CHONS和CHOS)。主要结果如下:(1)以超纯水及DCM:MeOH=4:1为萃取溶剂获得的POCs(水溶性有机物:WSOC;二氯甲烷:甲醇溶性有机物:DMSOC)组成的丰度顺序是CHO (WSOC:52.52%、DMSOC:64.5%), CHON(WSOC:43.4%、DMSOC:25.9%)和含硫化合物 (WSOC:4.3%、 DMSOC:9.6%) 。(2) 柴油货车排放的极性有机气溶胶中CHO基团的H/C和O/C比率低且DBE>10的化合物在WSOCCHO中的相对响应是DMSOCCHO两倍,表明柴油货车排放的极性强的物质中有很多高度缩合的苯环。DMSOCCHO中H/C=2和DBE=1的化合物相对响应强烈,推测可能是脂肪酸结构。(3) 在WSOCCHON中相对响应最强的是C11H7O5N2, Xc=2.5,DBE=9,推测存在二硝基苯酚或甲基硝基苯酚。DMSOCCHON中C39H76O8N1的相对响应最强,Xc=0,DBE=2,表明其中含有羧酸。WSOCCHON和DMSOCCHON中O/N≥3的含量均较高,推测含有大量-NO3或-NO2,过量的O原子代表可能含有其他含氧官能团。 (4)无论是WSOC还是DMSOC,含硫化合物中占比最重的是长链脂肪族化合物和有机硫酸盐组分,但DMSOC中缩合烃和芳香环的含量较高,具有较强的光学吸收能力。通过本次研究,可以有效掌握柴油货车排放POCs的组成及可能结构,为评估柴油货车的环境效应提供数据支撑。
关键词
柴油货车,极性有机化合物,傅里叶变换离子回旋共振质谱
发表评论