東海大氣氣溶膠中二元羧酸的濃度分布及其形成和來源研究.pdf

1、低分子量的二元羧酸是有機氣溶膠的重要組分之一，它們因具有較低的蒸汽壓，極易富集在氣溶膠顆粒物上，從而改變大氣顆粒物的吸濕性，影響顆粒物的粒徑分布和云凝結(jié)核（CCN）活性。同時二元羧酸還可以降低CCN的表面張力，改變成云過程，影響全球的能量平衡，進(jìn)而影響區(qū)域和全球氣候。因此，對大氣氣溶膠中二元羧酸的研究具有十分重要的意義。
　　利用2011年5月12日—6月6日和8月12日—28日在東海采集的大氣總懸浮顆粒物樣品（TSP）和Ande

2、rson分級氣溶膠樣品，分析其中二元羧酸和常量離子的濃度，討論東海氣溶膠中二元羧酸的粒徑分布和時空分布特征以及氣團(tuán)來源和不同天氣條件對氣溶膠中二元羧酸的影響，并探討了氣溶膠中二元羧酸的形成過程，為認(rèn)識中國近海大氣中二元羧酸對區(qū)域氣候的影響奠定基礎(chǔ)。
　　研究結(jié)果表明：春季和夏季東海大氣TSP樣品中乙二酸、丙二酸和丁二酸的濃度分別為26.0~1475.5 ng·m-3、0.1~61.4 ng·m-3和0.1~132.4 ng·m-3

3、；74.5~478.6 ng·m-3、0.6~44.6 ng·m-3和1.3~64.7 ng·m-3。乙二酸在這三種二元羧酸中的貢獻(xiàn)最大，占到87％以上。大氣氣溶膠中總二元羧酸的平均濃度春季高于夏季，但春季受來自海洋氣團(tuán)影響的樣品中總二元羧酸的平均濃度低于夏季樣品。東海大氣TSP樣品中二元羧酸濃度的晝夜變化不顯著，但粒徑＞2.1μm的粗粒子中二元羧酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)夜晚高于白天。氣溶膠中的二元羧酸濃度的空間分布整體呈現(xiàn)近海高，遠(yuǎn)海低的趨勢。

4、r>　　氣團(tuán)來源和遷移路徑以及氣象因素影響氣溶膠中二元羧酸的濃度分布。在春季，氣團(tuán)來自污染較重的陸源，氣溶膠中二元羧酸的濃度較高，氣團(tuán)來自清潔的海洋源，二元羧酸的濃度則較低；陰霧天氣時氣溶膠中二元羧酸濃度相對較高；在夏季，東海大氣氣溶膠基本受到來自海洋的氣團(tuán)影響，二元羧酸濃度與氣溫呈反相關(guān)關(guān)系。降雨對春季和夏季氣溶膠中的二元羧酸都有明顯的清除作用。
　　二元羧酸與常量離子相關(guān)性分析表明，春季，東海大氣氣溶膠中的二元羧酸主要來自自然

5、源和人為源釋放的揮發(fā)性有機物質(zhì)在液相中的氧化，而汽車尾氣和生物質(zhì)燃燒的一次排放以及堿性粗顆粒吸收氣體二元羧酸不是主要源；夏季，氣溶膠中的二元羧酸則主要來自揮發(fā)性有機物在液相中的氧化，一次源對其貢獻(xiàn)較小。乙醛酸等的液相氧化生成的乙二酸和長鏈二元羧酸液相氧化生成的乙二酸對東海氣溶膠中乙二酸的貢獻(xiàn)，春季分別為41%和59%，夏季分別為75%和25%。
　　東海春季近海氣溶膠中乙二酸和丁二酸呈雙峰分布，丙二酸呈單峰分布；遠(yuǎn)海氣溶膠中乙二酸

6、、丙二酸和丁二酸均呈雙峰分布，遠(yuǎn)海氣溶膠中二元羧酸在粗粒子上的分布高于近海。遠(yuǎn)海和近海氣溶膠中二元羧酸不同的粒徑分布表明其有不同的來源或形成路徑。近海氣溶膠中，主要分布在液滴模態(tài)上的二元羧酸來自生物質(zhì)燃燒排放的有機前體物在遠(yuǎn)距離運輸過程中發(fā)生的光化學(xué)氧化生成，少量分布在粗粒子上的二元羧酸則與海洋源有關(guān)；遠(yuǎn)海氣溶膠中，液滴模態(tài)上的二元羧酸與海洋釋放有機前體物的光化學(xué)氧化過程有關(guān)，粗粒子上的二元羧酸則來自不飽和脂肪酸在顆粒物表明發(fā)生的非均相