二次有机气溶胶(SOA)包裹层对颗粒相PAHs非均相降解的影响。
批准号:
41605100
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
张鹏
依托单位:
学科分类:
大气化学
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
张海旭、马朋坤
中文摘要
多环芳烃(PAHs)是广泛分布在可吸入颗粒物中的一类强致癌性有机污染物,对人体健康构成严重威胁,因此在环境领域备受关注。研究显示:气溶胶颗粒表层的非均相化学过程是PAHs大气老化的一个重要通道,且颗粒形态和组分会对PAHs的非均相老化过程有显著影响。经气固相分配形成的包裹态二次有机气溶胶(SOA coating)是真实大气中常见的气溶胶形态之一,然而这种SOA coating是否会对颗粒相PAHs的非均相降解产生影响目前仍不清楚。因此,本项目拟利用多台在线质谱仪(真空紫外光电离有机气相质谱仪和气溶胶质谱仪等),同步监测气相、颗粒相组分及动态变化,研究不同来源VOCs反应形成的SOA包裹层对颗粒相PAHs非均相化学降解的影响。获得不同包裹层存在条件下,颗粒相PAHs的非均相降解动力学数据。研究结果对弄清复杂的SOA形态对颗粒相PAH的非均相降解的影响和综合评价SOA的健康风险具有重要意义。
英文摘要
Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are ubiquitous pollutants with strongly carcinogenic property in the inhalable particles. Their occurrence constitutes a human health risk and are widely concerned in the environment. The heterogeneous chemistry process on the particle surface is reported to be one important pathway of particulate PAHs aged. Moreover, both morphology and component of aerosol particle have a significant impact on the heterogeneous degradation of particulate PAHs. In the real atmosphere, secondary organic aerosol coating(SOA coating) is ubiquitous particulate morphology. However, the effect of SOA coating on the heterogeneous degradation of PAHs is not clear yet. Thus, in this proposal, we plan to employ several online analysis instruments (VUV photoionzation VOCs mass spectrometer and Aerosol mass spectrometer, etc ) to monitor the evolution of the gas-phase and particle-phase species, so as to investigate the effect of SOA coating to the heterogeneous degradation of PAHs aerosol. The kinetics for heterogeneous reaction of PAHs aerosol by exposure to different oxidants will be obtained under different type of SOA coating. These results will be of significance in understanding the effect of complex SOA morphology on the heterogeneous reaction of particulate PAHs in the atmosphere and evaluating the health risk of SOA integrally.
多环芳烃(PAHs)的大气非均相化学过程不仅是其老化的一个重要通道,更是导致气溶胶颗粒致病风险增加的重要因素之一。近年来研究显示,颗粒相有机物的迁移转化以及非均相化学降解都与二次颗粒的组分和形态密切相关。这些复杂二次有机颗粒的组分和形态是否对颗粒相中的PAHs的非均相老化过程产生影响还未可知。. 本项目首先对来源于人为源和天然源的不同种类VOCs大气氧化形成的二次有机气溶胶形成过程及其组成进行了研究和表征。研究首先发现城市区域汽油车尾气大气氧化形成的SOA与灰霾形成高度相关,控制尾气中的二甲苯和三甲苯排放是降低尾气排放对灰霾贡献的有效措施之一;通过研究不同NOX浓度条件下二甲苯光氧化形成SOA的过程,发现不同NOX浓度条件下,SOA组分差异明显,NOX主要通过促进和抑制新粒子成核和增长过程中的反应性氧化物种来影响SOA的形成;通过研究天然源蒎稀光氧化形成SOA的过程,检测到了不同的多代SOA组分以及含氮组分的生成,同时还表征和识别了对新粒子形成和增长有重要贡献的SOA组成;通过研究复杂污染物(SO2,H2O,和种子颗粒)共存条件下中间态不饱和含氧有机物(如烯醚)臭氧化反应过程,不仅揭示了高浓度的SO2可以明显提高二次有机气溶胶(SOA)产率和氧化度,从而加剧有机气溶胶的污染以及大气环境中克里奇中间体(stabilized Criegee intermediate, sCI)与水和SO2的竞争性反应机制是导致形成SOA产率和氧化态出现“升高-下降-维持”演变规律的关键。综上,这些研究为进一步研究不同SOA组分的包裹层对PAHs的非均相降解,提供了研究基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
登录
查看更多内容
Characterization of trace aerosol compositions produced during the OH radical-initiated photooxidation of β-pinene
OH 自由基引发的 β-蒎烯光氧化过程中产生的微量气溶胶成分的表征
DOI:
10.1016/j.atmosenv.2019.04.060
发表时间:
2019-08
期刊:
Atmospheric Environment
影响因子:
5
作者:
[Peng Zhang, Jingyun Huang, Jinian Shu, Pengkun Ma, Bo Yang]
通讯作者:
Bo Yang
DOI:
10.1021/acs.est.9b02702
发表时间:
2019-07
期刊:
Environmental science & technology
影响因子:
11.4
作者:
[Peng Zhang;Tianzeng Chen;Jun Liu;Changgeng Liu;Jinzhu Ma;Qingxin Ma;Biwu Chu;Hong He]
通讯作者:
Peng Zhang;Tianzeng Chen;Jun Liu;Changgeng Liu;Jinzhu Ma;Qingxin Ma;Biwu Chu;Hong He
Characterization of secondary organic aerosol from photo-oxidation of gasoline exhaust and specific sources of major components
汽油尾气光氧化二次有机气溶胶的表征及主要成分的具体来源
DOI:
10.1016/j.envpol.2017.09.018
发表时间:
2018-01-01
期刊:
ENVIRONMENTAL POLLUTION
影响因子:
8.9
作者:
[Ma, Pengkun, Zhang, Peng, Zhang, Haixu]
通讯作者:
Zhang, Haixu
Application of VUV-PIMS coupled with GC-MS in chemical characterization, identification and comparative analysis of organic components in both vehicular-derived SOA and haze particles
VUV-PIMS 与 GC-MS 结合在车源 SOA 和雾霾颗粒中有机成分的化学表征、鉴定和比较分析中的应用
DOI:
10.1016/j.atmosenv.2017.06.013
发表时间:
2017
期刊:
Atmospheric Environment
影响因子:
5
作者:
[Zhang Peng, Ma Pengkun, Zhang Haixu, Shu Jinian, Yang Bo, Li Zhen]
通讯作者:
Li Zhen
Characterization of crucial fragments during the nucleation and growth of secondary organic aerosol from the high-NO photo-oxidation of α-pinene
α-蒎烯高 NO 光氧化二次有机气溶胶成核和生长过程中关键碎片的表征
DOI:
10.1016/j.atmosenv.2019.05.007
发表时间:
2019-09
期刊:
Atmospheric Environment
影响因子:
5
作者:
[Peng Zhang, Pengkun Ma, Jinian Shu, Jingyun Huang, Bo Yang, Haixu Zhang]
通讯作者:
Haixu Zhang
共 6 条
评估PM2.5中共存活性组分的光反应对黑碳老化和致癌潜势的影响
-
批准号:22576215
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:50.00万元
-
批准年份:2025
-
负责人:张鹏
-
依托单位:
评估大气硝酸盐光解转化对二次有机气溶胶和臭氧形成的贡献
-
批准号:22276205
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:54万元
-
批准年份:2022
-
负责人:张鹏
-
依托单位:
国内基金
海外基金