液相二次有機(jī)氣溶膠實(shí)驗(yàn)室模擬和野外觀測研究.pdf

1、SOA是大氣顆粒物中的主要成分，從全球范圍看，通常占細(xì)顆粒物中有機(jī)物質(zhì)量的20～80％。近年來，隨著對SOA形成的研究，人們發(fā)現(xiàn)，液相形成SOA的貢獻(xiàn)逐漸增高，甚至達(dá)到與氣相形成相當(dāng)?shù)乃健?br>　　在本研究中，我們模擬了乙醇醛作為前體物液相暗反應(yīng)形成SOA的過程，用紫外—可見吸光光譜（波長200-800nm）測量乙醇醛與硫酸銨、甘氨酸和甲胺溶液反應(yīng)隨時(shí)間的變化。結(jié)果表明，三種不同反應(yīng)溶液的紫外—可見吸收光譜峰型一致，均有兩個(gè)主要吸收

2、峰，分別在209-230 nm和280-310 nm。實(shí)驗(yàn)中，初期快速形成的第一個(gè)吸收峰為乙醇醛水合反應(yīng)形成的低聚物，該反應(yīng)為一級堿催化反應(yīng)，反應(yīng)速率為甲胺＞甘氨酸＞硫酸銨。實(shí)驗(yàn)中期，緩慢出現(xiàn)的第二個(gè)峰為胺/銨對乙醇醛的催化反應(yīng)形成的吸收峰，是一級酸催化反應(yīng)，反應(yīng)速率為甘氨酸＞甲胺＞硫酸銨。在整個(gè)反應(yīng)中，反應(yīng)物濃度越高，反應(yīng)速率越快，最終產(chǎn)物為有棕碳吸光特性的Schiff堿。
　　為了進(jìn)一步研究SOA在大氣中的液相形成，我們冬季在

3、濟(jì)南城區(qū)進(jìn)行了野外觀測研究，監(jiān)測分析了PM2.5的質(zhì)量濃度以及主要的水溶性離子物種、有機(jī)碳/元素碳、WSOC和水溶性物種的紫外-可見光譜。結(jié)果表明，濟(jì)南冬季PM2.5平均質(zhì)量濃度為150.38μg/m3，主要物種為SO42-，NH4+，NO3-，Cl-，OC等，分別占PM2.5的9.77％，6.15％，2.49％，4.99％，15.11％。OC/EC的平均值為6.85，SOC占TC的30.10％，說明濟(jì)南冬季碳?xì)馊苣z中一次排放是主要污染

4、源，但二次污染不容忽視。觀測中，WSOC的平均濃度為10.89μg/m3，占OC的49.26±6.62％，與SOC、SO42-等好的相關(guān)性(R2=0.94，0.75)說明其很可能主要來源于液相的二次形成。用WSOC來估算液相SOA的形成，2014年濟(jì)南冬季液相SOA的反應(yīng)主要受氣象條件的影響，高相對濕度、高溫與低風(fēng)速有利于WSOC的形成和積累。夜間的低溫、高濕度有利于SOA在氣—粒分配中向顆粒相移動(dòng)，同時(shí)由于較低的大氣邊界層，使夜間WS