长三角西部地区氧化态有机物来源及其对二次有机气溶胶的贡献研究
批准号:
42075101
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
聂玮
依托单位:
学科分类:
大气化学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
聂玮
中文摘要
二次有机气溶胶是气溶胶的重要贡献者,但其形成机制尚不清楚。在我国,挥发性有机物的种类繁多,来源和氧化过程极其复杂,这使得针对其内在机制的理解和研究极具挑战性。本项目拟在南京大学SORPES观测站,综合运用多种先进技术,针对挥发性有机物、有机气溶胶及相关的气体/气溶胶参数进行两年的连续观测,并选择典型时间开展气态及气溶胶态(高)氧化态有机物的分季节观测,建立以“挥发性有机前体物→(高)氧化态有机物→二次有机气溶胶”为核心的参数数据集。利用新的质谱合并源解析技术(binPMF),提高(高)氧化态有机物的分子识别能力,建立其与挥发性有机前体物的定量关系;确认不同种类(高)氧化态有机物的挥发性,计算其在不同大气环境下向已有气溶胶的冷凝质量通量。最终实现从分子层次上理解挥发性有机物的氧化和凝结过程,并定量评估不同种类的挥发性有机前体物对二次有机气溶胶的贡献。
英文摘要
Secondary organic aerosol (SOA) dominate the aerosol budget globally, but its formation mechanism is so far poorly understood. In China, the speciation, sources and oxidation processes of volatile organic compounds (VOCs) are extremely complicated. This challenges the understanding of the underlying mechanism towards forming SOA. In this study, we propose a two-year continuous observation on VOCs, organic aerosol and related parameters (including particle size distribution, meteorological parameters, etc) at SORPES station. Several intensive campaigns will be conducted with gas-phase and aerosol-phase highly oxygenated / oxidized organic molecules (HOMs or OOMs) during typical months of different seasons. A data set will be set up with key parameters from VOCs to OOMs to SOA. A novel method, mass spectral binning combined with positive matrix factorization (binPMF), will be used to improve the peak identification of HOMs or OOMs from HR-Tof-CIMS. A VBS model will be used to estimate the saturation vapor pressure of the detected HOMs or OOMs. The mass flux of these organic condensable vapors can then be calculated under different conditions. The target of this study is to understand the oxidation of VOCs and their condensation to aerosols from molecular level, and connect the VOCs oxidation to SOA formation quantitatively.
本项目围绕既定研究目标,在江苏南京SORPES站开展了长期连续观测,并针对核心科学问题组织多期综合外场观测,以氧化态有机物(OOMs)的测量和识别为核心,系统研究从挥发性有机物(VOCs)氧化到二次有机气溶胶(SOA)生成的全过程。通过质子转移化学电离质谱(PTR-MS)、气相色谱质谱(GC-MS)、大气常压硝酸化学电离飞行时间质谱(CI-APi-ToF)和气溶胶质谱(AMS)等多种仪器,采集了涵盖“VOCs-OOMs-SOA”全链条的高质量观测数据,初步建立了长三角西部地区基于OOMs的SOA核心参数数据集。同时,项目团队与其他研究合作,在青藏高原地区开展OOMs综合观测并建立相应数据集。在方法学上,项目进一步发展了OOMs的测量与识别方法,借助binPMF技术累计识别超过3000种OOMs分子,并结合颗粒物增长模型,量化了OOMs凝结对SOA生成的贡献。研究表明,超大城市地区芳香烃-OOMs的凝结是SOA的主要来源,而在偏远的青藏高原地区,生物源-OOMs主导新粒子增长和SOA生成。此外,项目还与欧盟CLOUD研究计划合作,从分子层面深入探索OOMs的生成机制,为大气化学研究提供了新见解。
天然源与人为源相互作用对氧化态有机物及二次有机气溶胶生成的影响机制研究
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批准号:42220104006
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项目类别:国际(地区)合作与交流项目
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资助金额:238万元
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批准年份:2022
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负责人:聂玮
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依托单位:
高污染地区氧化态有机物国际研讨会
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批准号:42181330076
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项目类别:国际(地区)合作与交流项目
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资助金额:10万元
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批准年份:2021
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负责人:聂玮
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依托单位:
长三角西部地区硫酸和高氧化态有机物对气溶胶新粒子形成和增长的贡献
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批准号:41875175
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项目类别:面上项目
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资助金额:62.0万元
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批准年份:2018
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负责人:聂玮
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依托单位:
沙尘气团影响下的新粒子形成及增长机制研究
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批准号:41675145
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项目类别:面上项目
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资助金额:70.0万元
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批准年份:2016
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负责人:聂玮
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依托单位:
长三角地区气溶胶新粒子生成机制及离子诱导成核过程研究
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批准号:41305123
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:26.0万元
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批准年份:2013
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负责人:聂玮
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依托单位:
国内基金
海外基金