白志鹏, 李伟芳

《白志鹏, 李伟芳》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第8卷第1期过程工程学报Vol.8No.12008年2月TheChineseJournalofProcessEngineeringFeb.2008二次有机气溶胶的特征和形成机制白志鹏，李伟芳(南开大学环境科学与工程学院，国家环境保护城市环境空气颗粒物污染防治与控制重点实验室，天津300071)摘要：二次有机气溶胶(SOA)的形成是当今大气化学过程的研究热点之一.城市大气中二次有机碳占颗粒物总有机−碳的17%~65%.单萜烯和芳香族化合物分别是SOA最重要的天然和人为源前体物，在大气中与⋅OH,NO3和O3等氧化剂发生多途径反应形成有机酸、多官能团羰基化合物、硝基化合

2、物等半挥发性有机物，通过吸附、吸收等过程进入颗粒相，改变了气溶胶的特性及其环境效应.有机化合物表现出较强的源特征性，可以作为示踪分子解析颗粒物来源，二元羧酸是SOA的潜在示踪物.论述了SOA研究的最新进展并指出了未来的研究方向.关键词：二次有机气溶胶；单萜烯；芳香族化合物；形成机制；有机分子示踪技术中图分类号：X513文献标识码：A文章编号：1009−606X(2008)01−0202−071前言一次和二次有机物，常用的间接方法包括有机碳(OC)和元素碳(EC)浓度比值法、有机分子示踪法、模型预测气溶胶(也称颗粒物)是城市环境大气的主要污染法.其中OC/EC比值法最

3、为简单、直接，在识别和评估物，当今人类面临的许多环境问题如光化学烟雾、酸雨、SOA污染中应用广泛.霾和气候变化等直接或间接与大气气溶胶相关.有机物OC/EC比值法认为，污染源直接排放的颗粒物中是气溶胶的主要组分之一，约占大气细颗粒物(粒径≤OC和EC的浓度比是一个相对稳定的特征值，它与排[1,2]2.5µm)质量浓度的10%~70%，包括脂肪族、芳香族、放源的种类有关，当大气颗粒物中OC/EC值超过此临酸等多种类型数百种化学、热力学性质各异的化合物，[5]界值时，表示有二次有机碳(SOC)的形成.根据这一原其中有些物质具有高生理毒性，如多环芳烃(Polycyclic

4、[6]理，Turpin等提出SOC的计算方法：AromaticHydrocarbons,PAHs)、多氯联苯(PolychlorinatedBiphenyls,PCBs)、有机氯化合物等.气SOC=TOC–EC×(OC/EC)pri,(1)溶胶中的有机物是导致能见度下降的主要物种之一，在式中，TOC代表总有机碳，(OC/EC)pri表示污染源的平[3]某些地区，有机物对大气消光的贡献超过硫酸盐.有均OC/EC值，EC×(OC/EC)pri表示一次有机碳的含量.然机气溶胶对光的散射直接影响地气系统的辐射平衡，它而，确立(OC/EC)pri并不容易，需要掌握区域各污染源

5、还可作为云凝结核(CloudCondensationNucleus,CCN)的排放特征，还要考虑源排放的日变化和季节波动及气[4]影响云滴的数量和粒径，从而间接影响气候.象条件的影响.在此基础上，Castro等[7]提出根据气溶胶中的有机物包括污染源直接释放的一次有OC/EC的最低值来估算SOC：机物和挥发性有机物(VolatileOrganicCompounds,SOC=TOC–EC×(OC/EC)min.(2)VOCs)通过大气光化学氧化形成的二次有机物.与一次有机物相比，二次有机物具有较强的极性、吸湿性和溶(OC/EC)min通常出现在特定的天气条件下(低温、

6、阴雨、解性，对气溶胶的光学性质、成核能力、健康效应等有气团不稳定)，此时大气光化学活性低，不利于二次有[8]更大影响.二次有机气溶胶(SecondaryOrganicAerosol,机物的生成，OC几乎全部是一次性的.Chow等认为SOA)的形成是当今大气化学过程的研究热点之一，对当OC/EC>2时，即存在二次反应生成的有机碳.探讨区域和全球大气化学、气候变化和环境效应等都有表1列出了国内外部分城市大气中碳气溶胶的污非常重要的意义.染特征，从中可以看出：(1)城市大气中OC浓度高于EC，OC/EC值在1~4之间，SOC在总有机碳中占相当2SOA污染的识别的比例(17

7、%~65%)；(2)受取暖和气象特征的共同影响，目前还没有直接的分析方法能够区分气溶胶中的冬季碳污染比夏季严重，夏季大气光化学活性强，有利收稿日期：2007−04−16，修回日期：2007−06−01基金项目：国家自然科学基金资助项目(编号：20677030)作者简介：白志鹏(1968−)，男，满族，黑龙江省齐齐哈尔市人，博士，教授，从事城市大气颗粒污染物防治、室内空气污染防治、暴露测量与环境风险评价等方向的研究,Tel:022-23503397,E-mail:zbai@nankai.edu.cn.第1期白志鹏等：二次有机气溶胶的特征和形成机制203于SOC的形