含硅氧烷个人护理品驱动的二次有机气溶胶生成特征与分子指纹信息
编号:564
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更新:2025-03-31 16:54:10 浏览:2次
口头报告
摘要
随着传统排放源管控体系逐步完善,挥发性化学产品(VCP)已成为城市挥发性有机化合物(VOCs)的重要人为源。其中,个人护理产品(PCPs)作为VCPs的关键组成类别,90%以上的产品含有至少一种挥发性甲基硅氧烷(VMS)。尽管现有研究已关注VMS单体的环境行为,但对含硅个人护理产品(PCP-Si)在实际使用场景下的VOCs排放及其驱动的二次有机气溶胶(SOA)生成机制仍缺乏系统性研究。本研究选取口红、粉底液、护发精油及防晒霜四类典型PCP-Si,通过自主研发的动态挥发箱联用氧化流动管(OFR)与在线质谱技术,定量解析其VOCs排放及SOA生成特征,并首次构建其SOA分子指纹图谱。实验表明,口红、粉底液和护发精油的VOCs排放中VMS占比超95%,其中D5贡献超99%。防晒霜则呈现显著差异:小分子含氧VOCs(如乙醇)占总排放量的70%,而VMS仅占30%,但检测到L4、D3与D5的混合排放。在假定SOA完全由VMS贡献的前提下,随等效老化时间从1.2±0.2天增至8.5±0.5天,SOA产率由1.1-10.7%单调上升至12.1-25.3%。基于萃取电喷雾化学电离飞行时间质谱(EESI-ToF-CIMS)的分子表征发现,不同PCP-Si的SOA产物具有特异性分子指纹特征,这主要取决于排放前体物的差异。总结了主要产物的形成途径的基础上首次提出了含Si=O官能团SOA分子的可能反应路径,推测其可能涉及VMS氧化过程中的硅氧键重构及环化反应。进一步分析表明,此类含Si=O分子可能通过双分子缩合反应促进二聚体的形成,这揭示了有别于传统VMS二聚体的演化机制。本研究首次系统阐明PCP-Si在实际使用条件下的VOCs排放特征及SOA生成潜力,为完善城市VOCs源清单、优化含硅消费品环境管理策略提供了关键科学依据,同时提出的VMS氧化新路径拓展了有机硅化合物大气化学理论框架。
关键词
挥发性化学产品,挥发性甲基硅氧烷,萃取电喷雾化学电离飞行时间质谱
稿件作者
刘明铠
中国科学院广州地球化学研究所
胡伟伟
中国科学院广州地球化学研究所
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