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禾信SPAMS登環(huán)境核心期刊,!揭示大氣顆粒中咪唑類化合物的晝夜變化特征

閱讀:2117      發(fā)布時(shí)間:2022-5-20
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大氣顆粒物中的咪唑類化合物是棕色碳的組成部分,在紫外-可見光區(qū)域具有吸光性,,影響大氣輻射平衡,,同時(shí)還可作為光敏劑誘發(fā)光敏反應(yīng),影響大氣顆粒物的老化過(guò)程,,而且部分物種具有潛在的致癌作用,,因此對(duì)于大氣顆粒中咪唑類化合物的研究具有重要的氣候、環(huán)境與健康意義,。
然而,,受限于研究手段的低時(shí)間分辨率,當(dāng)前對(duì)于實(shí)際大氣中咪唑類化合物快速變化特征及影響因素的認(rèn)識(shí)尚淺,,僅有少量研究分析了大氣中咪唑類化合物的濃度變化,,難以深入探究其環(huán)境、氣候效應(yīng),。


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近期,,中科院廣州地化所有機(jī)地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士生胡曉東與導(dǎo)師畢新慧研究員和張國(guó)華特任研究員等人使用廣州禾信儀器股份有限公司開發(fā)的PM2.5在線源解析質(zhì)譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(SPAMS)開展了長(zhǎng)時(shí)間的外場(chǎng)觀測(cè)研究,采集了近1千萬(wàn)個(gè)顆粒物的質(zhì)譜信息,。研究人員在排除潛在干擾質(zhì)譜峰后,,首先識(shí)別出單顆粒質(zhì)譜中6類咪唑類化合物的特征峰,分析了咪唑類化合物的混合狀態(tài),、晝夜變化,,并探討了前體物、相對(duì)濕度和O3等因素對(duì)咪唑類化合物變化特征的影響。


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PM2.5在線源解析質(zhì)譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)





研究結(jié)果揭示了大氣顆粒中咪唑類化合物受光化學(xué)驅(qū)動(dòng)的晝夜變化特征,。針對(duì)咪唑類化合物變化特征的分析發(fā)現(xiàn),,它們呈現(xiàn)顯著的晝夜變化特征:低值出現(xiàn)在13:00左右,峰值出現(xiàn)在傍晚(圖1),。對(duì)比分析晴天和陰天含咪唑類顆粒物的晝夜變化后,,指出光化學(xué)反應(yīng)是咪唑類化合物晝夜變化特征的主導(dǎo)因素。與之相吻合的是,,咪唑類化合物變化特征和光化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)度標(biāo)志物O3呈顯著負(fù)相關(guān),;多元線性回歸和隨機(jī)森林分析均表明前體物和光化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)度是晴天大氣顆粒物中咪唑類化合物變化的控制因素(圖2)。
此外,,實(shí)驗(yàn)室模擬咪唑類化合物的直接光解和OH自由基光氧化反應(yīng)結(jié)果同樣支持這一推論,。

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圖1 咪唑類顆粒晝夜變化的概念圖

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圖2 含咪唑類化合物(IMs)、甲基咪唑(MIM),、乙基咪唑/二甲基咪唑/咪唑-2-甲醛(EI/DMI/IC)和聯(lián)咪唑(BM)顆粒在晴天和陰雨天的晝夜變化


本研究對(duì)于咪唑類化合物的單顆粒質(zhì)譜識(shí)別可為在線追蹤大氣顆粒中咪唑類化合物的形成及演化提供技術(shù)支撐,;關(guān)于光化學(xué)驅(qū)動(dòng)的變化特征可為進(jìn)一步評(píng)估咪唑類化合物的大氣壽命及其環(huán)境、氣候效應(yīng)提供參考依據(jù),。相關(guān)研究成果近期發(fā)表于Environmental Science & Technology Letters,。

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文章來(lái)源:中科院廣州地化所



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