气溶胶中的水溶性有机物研究进展

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1、气溶胶中的水溶性有机物研究进展许士玉　胡敏摘　要：首先指出了对气溶胶中水溶性有机物(WSOC)研究的意义，接着对气溶胶中水溶性有机物的分子组成、来源和浓度水平进行了介绍，综述了采样和分析方法的历史及其进展，并对当前研究工作中存在的问题和在中国的应用前景进行了评述。关键词：气溶胶；水溶性有机性；总有机物；二元羧酸；酮酸；二羰基化合物分类号：X513　文献标识码：A　文章编号：1001－6929(2000)01－0050－04TheAdvancesofWater-SolubleOrganicCompoundsinAtmosphericParticlesXUShi-yu(Sta

2、teKeyJointLaboratoryofEnvironmentalSimulationandPollutionControl,CenterforEnvironmentalSciences,PekingUniversity,Beijing　100871)HUMin(StateKeyJointLaboratoryofEnvironmentalSimulationandPollutionControl,CenterforEnvironmentalSciences,PekingUniversity,Beijing　100871)Abstract：Thesignificance

3、ofstudyingwater-solubleorganiccompoundswaspointedoutandtheirmolecularcompositions,thesourcesandtheconcentrationlevelsinatmosphericparticleswerereviewed.Thehistoryandadvancesofsamplingandanalyzingmethodsweresummarized.TheapplicationprospectsinChinaandtheexistingproblemswerealsoevaluated.Ke

4、ywords：aerosol;water-solubleorganiccompounds;totalorganiccompounds;dicarboxylicacid;ketoacid;dicarbonyls▲1　气溶胶中水溶性有机物的提出　　大气中光化学反应(HC，NOx，O3和自由基的参与［1］)形成的二次有机气溶胶，已成为城市气溶胶中重要组成部分［2］。如在美国，气溶胶细粒子质量浓度的20%～50%来自有机物的贡献，成为细粒子中次于硫酸盐的主要物种之一。关于有机物分子组成的研究还处于初级阶段，这是因为有机物的采样和分析工作较困难。但是研究有机物的分子组成和功能团组成

5、，对于理解微粒有机物的来源，理解在可吸入情况下对人体健康的影响，理解大气微粒的湿清除，理解它们在霾的形成过程中充当的角色都有着非常重要的意义［3］。　　有证据表明气溶胶中有机物有几百种，只有很少部分用化学方法(如气质连用GS－MS法)进行了定量分析。因为大多数分析方法主要利用有机溶剂(如苯、己烷等)把气溶胶中非极性有机物提取下来，而对于极性有机物和水溶性有机物(Water-solubleOrganicCompounds,WSOC)分子组成的研究很少，因此对于水溶性有机物特征的研究非常重要［3］。　　最早在1978年，Cadle等在检测大气气溶胶中的元素碳和有机物时，采用水

6、作为溶剂，分析了Denver(丹佛)大气气溶胶中的二次极性有机物。Norton等［4］在1981年，通过膜采集Colorada(克罗拉多)山脉的气溶胶和酸性气体，在用离子色谱检测分析阴离子时，发现了乙二酸［4］。关于WSOC的一些研究结果见表1。表1　大气气溶胶中的水溶性有机物Table1Water-solubleorganiccompoundsinambientparticles作　者地　区时间WSOC/TC(%)CadleandGroblicki(1982)美国加州的丹佛197827Mueller等(1982)美国东北部的2个城市和7个农村1977～197820～60

7、Mueller等(1982)路易斯安那州的2个地点1977～197830～67SempereandKawamura(1984)东京199228～55　　注：TC为总有机物。2　气溶胶中WSOC对环境的影响及其危害　　气溶胶在全球辐射平衡中起着非常重要的作用。气溶胶能直接散射和通过成云间接散射太阳辐射，从而影响全球辐射平衡。气溶胶的谱分布、化学组成等特性对其辐射效应起着决定性的作用。　　以往国际上普遍认为气溶胶细粒子中仅硫酸盐对辐射强迫有贡献，而忽略了极性水溶性有机物(主要为水溶性的有机羧酸)和硝酸盐的贡献。人为源和生物源排放的