广州地化所经过热解析和分子丈量成果的彼此比较在城市区域有机气溶胶蒸发性散布的定量表征获得研讨进展

  蒸发性是有机气溶胶（OA）最重要的物理化学性质之一，蒸发性凹凸决议OA的气固分配进程，从而影响其大气生消机制。根据蒸发性的量化表征（饱满蒸气压浓度C*的散布）是模型模仿二次有机气溶胶（SOA）生成的要害，精确量化OA的蒸发性散布及其影响要素有助于促进对SOA模仿的精确性。现在，丈量环境OA蒸发性的一般使用加热办法加快气溶胶蒸发进程，并经过气溶胶丈量仪器检测，结合动力学模型或许经历法模仿该蒸发进程，以量化有机气溶胶的蒸发性散布；跟着OA在近分子水平上的丈量和研讨的展开，使用分子结构或分子元素组成的参数化办法估量OA的蒸发性也渐渐变得广泛，但是不同办法之间蒸发性估量的差异仍不清晰，导致OA蒸发性量化仍有较大不确定性。特别是城市区域一次源排放和二次生成进程杂乱，有机物分子不计其数，不同办法对环境OA蒸发性丈量的预算影响，尚无体系性研讨。而针对其OA中要害含氮组分，有机硝酸酯（R-ONO2，简称pON）的研讨更是非常缺少，阻止了对OA在大气中动态生成和老化的模仿与知道。

  为了量化城市环境OA的蒸发性及不同蒸发性估量办法之间的差异，国科大博士生、来自我国科学院广州地球化学研讨所陈卫同学在广州地化所胡伟伟研讨员的指导下，在我国的华南珠江三角洲特大城市广州展开了归纳外场观测。在观测中根据多种丈量技能，选用五种办法预算了OA和pON的蒸发性散布（表1）：这中心还包含根据丈量环境OA热解析曲线（OA蒸发份额随气温改变）的（1）经历法和（2）动力学模型法；（3）根据官能团蒸发性奉献的SIMPOL模型法和（4）根据有机分子元素组成的参数化办法，以及（5）根据有机分子气体和颗粒相分配的气固分配法。办法（1）和（2）的热解析曲线由热解析管与气溶胶质谱仪联用（TD-AMS）丈量得到。办法（3）和（4）别离根据膜采样的电喷雾源（ESI-）傅里叶变换离子回旋共振分析仪（FT-ICR-MS）和配有在线气体气溶胶进样口的化学电离质谱仪（FIGAERO–CIMS，碘离子源）两套环境OA分子式核算得到。办法（5）的数据由FIGAERO–CIMS丈量得到的气态和颗粒态有机物供给。

  本研讨对不同蒸发性预算办法来进行了归纳点评，发现城市区域环境有机气溶胶OA在不同办法间呈现出的蒸发性凹凸趋势为: TD-AMS经历法≈TD-AMS动力学模型法≈SIMPOL模型法（FT-ICR-MS）参数化办法（ft-icr-ms）气固分配法（figaero-cims）参数化办法100倍)，且现在文献报导的不同参数化方案之间的预算成果亦不同。这标明根据有机分子组成的参数化办法现在仍存在比较大的不确定性，在使用该办法论述有机气溶胶蒸发性成果时，需求细心考虑该不确定性，而参数化方案仍需进一步细化与改善。参数化办法

  根据FIAGERO-CIMS丈量成果的气固分配法预算的OA蒸发性散布（办法5）较其他办法误差较大，仅散布于较狭隘的饱满蒸汽压范围内 (0≤饱满蒸气压log C*≤4 μg m-3)。这种狭隘的蒸发性散布成果首要因为FIGAERO-CIMS中进样口气溶胶蒸发加热而导致有机物分子热解，以及质谱中碘离子源的选择性较强，利于丈量含氧等有机极性物种两个原因主导。与FT-ICR比较，FIGAERO-CIMS丈量到的OA品种较少，特别缺少含S和极性较弱的含N物种。针对大气中的有机硝酸酯（pON），根据TD加热法和SIMPOL模型成果发现pON蒸发性散布在log C*≤-9和≥2 μg m-3时奉献的质量分数均较高，标明pON中既存在较多的低蒸发性组分，也存在适当一部分半蒸发性组分。其间一起含N和S的有机物种（CHONS，估测为硝基有机硫酸盐）可奉献pON质量的约28%，突出了非均相/液相反应对城市区域pON构成的重要奉献。综上所述，本研讨对环境有机气溶胶不同蒸发性预算办法来进行了体系的评价，并用不同办法量化了城市环境有机气溶胶和有机硝酸酯的蒸发性散布，为研讨城市区域OA和pON的蒸发性丈量和知道供给了新的视角，为城市区域气溶胶二次生成机制的研讨供给根底科学依据。

  图2（a）颗粒有机硝酸盐（pON）、无机硝酸盐（首要是硝酸铵）和实验室生成的纯硝酸铵颗粒物的TD热解析曲线；（b）根据TD-AMS体系丈量的NO+, NO2+,CxHyN+, CxHyON+的热解析曲线；（c）根据两种热解析管加热法估量的pON的蒸发性散布：包含经历法 (Faulhaber et al., 2009) 和本研讨自行建立动力学模型；根据FI-ICR丈量的（d）SIMPOL模型 (Pankow and Asher, 2008) 和（e）参数化办法 (Li et al., 2016; Daumit et al., 2013) 估量的pON蒸发性散布图。（f）不同蒸发性估量办法得到的极低蒸发性（ELVOC）、低蒸发性（LVOC）和半蒸发性（SVOC）占总OA的份额，右轴显现算术平均饱满蒸汽压浓度（C*）的log值。

  本研讨成果近期宣布在世界闻名期刊Journal of Geophysical Research: Atmospheres上，相关定量研讨成果为了解城市区域有机气溶胶的蒸发性及不同蒸发性研讨办法差异供给了新的认知。论文榜首作者为来自我国科学院广州地球化学研讨所的国科大博士研讨生陈卫，我国科学院广州地球化学研讨所胡伟伟研讨员为通讯作者。本研讨遭到国家自然科学基金委基金（42375105, 42230701, 41875156）、国家环境保护城市大气复合污染成因与防治要点实验室敞开项目（2021080540）、国家要点研制方案项目（2022YFC3701000、2021YFA1601800）、广东省珠江人才方案（2019QN01L9480)广东省科技研讨基金（2023B1212060049）等项目的联合赞助。