第七届青年地学论坛

       二次有机气溶胶（SOA）是影响中国区域和城市空气质量的重要污染物，其形成与挥发性有机物（VOCs）的排放密切相关。在城市大气中，芳香烃可主导VOCs的排放，并且其具有较高的SOA生成潜势。尽管SO₂以及NH₃的浓度变化会扰动SOA的形成，但此变化对芳香烃SOA形成的影响程度及详细驱动机制尚未厘清。
       因此，本研究选取1,2,4-三甲苯（TMB）作为环境中单环芳香烃化合物的典型代表，利用烟雾箱模拟考察了复合污染条件下，SO₂以及NH₃的浓度变化对光氧化TMB生成SOA的影响。同时采用超高效液相色谱高分辨质谱（UPLC-HRMS），在分子水平上对SOA的化学组成进行了鉴别，并探究了SO₂以及NH₃对SOA产物分布以及产物理化性质的影响。
       研究证明SO₂可引发酸性无机硫酸盐的形成，从而通过酸催化的非均相反应显著促进SOA的产生。UPLC-HRMS不仅测量到TMB的典型光氧化产物，还监测到迄今仍未鉴别到的有机硫酸酯（OSs）。此外，在观测研究中，被指认为未知源的OSs也在TMB SOA中监测到，这表明SO₂存在下的TMB光氧化可能是大气中OS的潜在来源。同时，我们对测量到的OSs的形成机理进行了推断。涉及NH₃的实验结果表明：NH₃浓度与颗粒体积以及数浓度呈正相关关系。在无SO₂的条件下，NH₃对SOA组成的影响较小，而有SO₂的情况下NH₃的作用则更为显著。根据SOA红外光谱和高分辨质谱的测定分析，NH₃参与下形成的SOA主要由具有羰基，醇和硝酸盐官能团的产物构成。同时我们采用参数化方法对产物的挥发性分布进行了估判，发现所测产物会逐渐凝结在成核颗粒上，从而促进气溶胶的形成和增长。
       本研究结果建议，严格控制SO₂和NH₃的排放有助于降低有机硫酸酯和二次气溶胶质量负荷。在模式模拟中更新芳香族氧化机制，将有助于更准确地预测具有高SO₂，NH₃和芳香族化合物排放量的城市地区的SOA质量浓度。
 

二次有机气溶胶；有机硫化物；芳香烃；NH3; SO2