秦岭地区生物源有机气溶胶的物种分子组成特征及形成机制
编号:4109
访问权限:私有
更新:2023-04-26 11:23:46 浏览:410次
张贴报告
摘要
二次有机气溶胶(SOA)是由挥发性有机化合物(VOCs)通过均相或非均相反应产生的,对全球气候变化和区域空气质量具有重要影响。全球范围内生物源VOCs的排放量远高于人为源的,导致生物源SOA(BSOA)的产量占主导地位。近年来相关研究表明,BSOA的形成可能受人为污染物的重要影响,并表现出季节性和区域性的特征。迄今为止我国的研究主要集中在珠/长江三角洲和华北平原等地区,而在植被覆盖广阔的秦岭地区关于BSOA的研究却相对较少,在BSOA与人为污染物的作用机制方面更是鲜见,亟需在该地区开展深入系统的研究。本研究旨在对不同季节秦岭地区大气中有机气溶胶的分子组成特征和主要来源进行探究,提供有机物分子组成的超高分辨率质谱信息,阐明秦岭地区人为污染物与生物源有机气溶胶的作用机制。本研究采集了秦岭地区2021年夏季和冬季的大气细颗粒物PM2.5样品,使用乙腈和水的混合液作为溶剂,萃取样品中的有机组分。运用超高效液相色谱串联电喷雾电离源-静电场轨道阱超高分辨率质谱,对有机物的化学组成进行了分子层面的表征。研究结果显示,在正、负离子模式下分别检测出1664–3608和858–2818种有机物种,冬季鉴别出的分子式数量是夏季的1.3–1.4倍,主要以CHONS和CHON等含氮化合物为主,可能与冬季NO2浓度较高有关。冬夏两季样品中正、负离子模式下分别发现521和491个相同的物种,占总物种数量的14–31%和17–57%。有机气溶胶的化学分子组成特征在不同季节也存在很大差异。夏季样品中有机物在负离子模式下的O/C和H/C明显高于冬季样品,表明后者的不饱和程度较高,可能受人为污染物影响较大。冬季在人为污染物浓度相似的情况下,湿度的增加促进了芳香族化合物中含氮化合物的生成,表明气象因素与人为污染物共同作用促进了BSOA的生成。结合气团后向轨迹与人为污染物浓度在研究期间划分出三种典型事件,包括低SO2和NO2浓度,高SO2和NO2浓度,以及高SO2和低NO2浓度。在夏季和冬季人为污染物浓度较高条件下,BSOA的产量呈明显增加趋势,并且在冬季尤为明显。高SO2和低NO2浓度条件下,在冬季和夏季CHON和CHOS的峰面积分别有所增加,可能是由低NOx条件下异戊二烯羟基过氧化物的不同化学反应途径所致。
关键词
有机气溶胶;物种组成;形成机制;秦岭;超高效液相色谱–静电场轨道阱质谱
稿件作者
张新
西安交通大学
韩月梅
中国科学院地球环境研究所
发表评论