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

日期： 2024-09-30

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棕色碳（BrC）是一類在近紫外和可見光區(qū)吸收光輻射的有機碳，不僅對大氣造成輻射強迫，更是對大氣光化學(xué)反應(yīng)速率有著重要作用。BrC不僅影響著大氣的輻射平衡和氣候變化，還直接關(guān)系到區(qū)域空氣質(zhì)量與公眾健康。本論深入探討了棕色碳發(fā)色團(tuán)的光學(xué)性質(zhì)與化學(xué)成分之間的密切關(guān)聯(lián)，為更準(zhǔn)確地評估其在環(huán)境系統(tǒng)中的行為和影響提供了科學(xué)依據(jù)。

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）是大氣有機氣溶膠的重要組分，在紫外到近紅外波段具有較強的吸光能力，對全球氣候變化和大氣化學(xué)過程具有重要影響。BrC結(jié)構(gòu)復(fù)雜、種類眾多、來源廣泛。大量研究表明生物質(zhì)燃燒、煤燃燒、機動車尾氣、生物排放以及二次有機氣溶膠等是BrC的重要來源。芳香族揮發(fā)性有機化合物，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)過程，其光學(xué)性質(zhì)和化學(xué)結(jié)構(gòu)會發(fā)生很大的變化。

研究方法

2018年冬季高污染期，在機動車影響區(qū)和生物質(zhì)燃燒影響區(qū)來調(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氨氣分析儀測量NH3。將環(huán)境相對濕度、溫度、固相無機物和NH3作為輸入?yún)?shù)，利用ISORROPIA II 熱動態(tài)模型計算氣溶膠液態(tài)水，進(jìn)而計算其含量。

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

結(jié) 論

對苯二甲酸、硝基苯酚和硝基兒茶酚是BrC的主要組成物質(zhì)，占識別的發(fā)色團(tuán)濃度的50%以上。硝基苯酚和硝基兒茶酚對300~400 nm之間BrC吸光度的貢獻(xiàn)超過50%。生物質(zhì)燃燒相關(guān)產(chǎn)物和人為揮發(fā)性有機化合物的氧化產(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，機動車影響區(qū)功能化芳香族化合物對BrC的吸收比例更高（25%）。

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