Picarro—棕色碳發(fā)色團(tuán)光學(xué)性質(zhì)和化學(xué)成分之間的聯(lián)系

背景介紹

棕色碳（BrC）是大氣有機(jī)氣溶膠的重要組分，在紫外到近紅外波段具有較強(qiáng)的吸光能力，對(duì)全球氣候變化和大氣化學(xué)過(guò)程具有重要影響。BrC結(jié)構(gòu)復(fù)雜、種類眾多、來(lái)源廣泛。大量研究表明生物質(zhì)燃燒、煤燃燒、機(jī)動(dòng)車尾氣、生物排放以及二次有機(jī)氣溶膠等是BrC的重要來(lái)源。芳香族揮發(fā)性有機(jī)化合物，如苯同系物和衍生物，也可能是BrC發(fā)色團(tuán)的重要前體。但是，不同源排放的BrC進(jìn)入大氣后，受到復(fù)雜的大氣化學(xué)過(guò)程，其光學(xué)性質(zhì)和化學(xué)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生很大的變化。

研究方法

2018年冬季高污染期，在機(jī)動(dòng)車影響區(qū)和生物質(zhì)燃燒影響區(qū)來(lái)調(diào)查BrC發(fā)色團(tuán)的化學(xué)組分和光吸收性質(zhì)。利用Picarro SI2103氨氣分析儀測(cè)量NH₃。將環(huán)境相對(duì)濕度、溫度、固相無(wú)機(jī)物和NH₃作為輸入?yún)��?shù)，利用ISORROPIA II 熱動(dòng)態(tài)模型計(jì)算氣溶膠液態(tài)水，進(jìn)而計(jì)算其含量。

結(jié) 論

對(duì)苯二甲酸、硝基苯酚和硝基兒茶酚是BrC的主要組成物質(zhì)，占識(shí)別的發(fā)色團(tuán)濃度的50%以上。硝基苯酚和硝基兒茶酚對(duì)300~400 nm之間BrC吸光度的貢獻(xiàn)超過(guò)50%。生物質(zhì)燃燒相關(guān)產(chǎn)物和人為揮發(fā)性有機(jī)化合物的氧化產(chǎn)生了類似的BrC發(fā)色團(tuán)，這意味著這些功能化的芳香族化合物在這兩種環(huán)境中都起著重要作用。與生物質(zhì)燃燒影響區(qū)（22%）相比，機(jī)動(dòng)車影響區(qū)功能化芳香族化合物對(duì)BrC的吸收比例更高（25%）。