大氣顆粒物中有機酸的濃度分布特征及來源分析.pdf

1、有機酸是大氣顆粒物中重要的有機組分，其強吸濕性可以改變顆粒物的粒徑分布與云凝結(jié)核狀態(tài)進(jìn)而影響全球氣候、大氣能見度及人體健康。二元羧酸(DCAs)是大氣中揮發(fā)性有機物的氧化降解產(chǎn)物，也是二次有機氣溶膠(SOA)的重要組分，復(fù)雜的形成過程導(dǎo)致其在不同大氣環(huán)境中的濃度分布存在明顯的差異。當(dāng)前關(guān)于SOA來源與形成機制方面的難題尚未解決，基于煙霧箱模擬、模型計算與實際監(jiān)測結(jié)果之間的較大差異，明確大氣環(huán)境中SOA類二元羧酸的實際組成及分布，對于準(zhǔn)確

2、解析霧霾成因具有重要意義。本論文開展了西安市大氣顆粒物中有機酸的分析，主要內(nèi)容如下:
　　(1)綜述部分對大氣顆粒物中有機酸的環(huán)境效應(yīng)、濃度分布特征、測定方法、形成機制及來源解析做了詳盡的闡述，并結(jié)合近期大氣環(huán)境領(lǐng)域SOA類有機酸的研究動態(tài)及前沿性問題提出了本論文的研究意義及主要內(nèi)容。
　　(2)大氣顆粒物中二元羧酸的污染特征。以西安市大氣顆粒物為研究對象，于2015年7月13-24日，2016年1月8-28日在三個采樣點（

3、城區(qū)、郊區(qū)、鄉(xiāng)村）采集PM25和PM10樣品，并用吸收液同步采集了氣相中的有機酸。使用極性溶劑提取樣品中的DCAs并將其衍生，建立了15種二元羧酸丁酯的氣相色譜定量分析方法，考察了方法的精密度(3.6-7.3％)、加標(biāo)回收率(68.2 ％～119.6％)、最低檢出限(36.4-82.5 μg/L)，確定該方法可用于顆粒物樣品中DCAs的定量分析。主要研究了不同區(qū)域、不同季節(jié)、不同粒徑、不同天氣條件下顆粒物中DCAs的濃度分布，結(jié)果表明城

4、區(qū)DCAs含量冬季高于夏季、霧霾天(2363 ng/m3)高于晴朗天(921 ng/m3)。DCAs總濃度城區(qū)＞郊區(qū)＞鄉(xiāng)村，且DCAs易分配到細(xì)顆粒物中，其氣粒分配比與濕度、臭氧濃度呈負(fù)相關(guān)。
　　(3)大氣顆粒物中一元羧酸(MCAs)的污染特征。用極性較弱的溶劑提取樣品中的MCAs，并將其甲酯化，應(yīng)用氣相色譜方法定量分析32種一元羧酸甲酯，方法的RSD值（小于12％）、回收率(69.2 ％～117.6％)、檢出限(23.6-55

5、.8 μg/L)均能滿足樣品中的MCAs的定量分析。同時研究了顆粒物中MCAs分子的季節(jié)、粒徑以及在污染事件中的濃度分布特征，結(jié)果表明C16的含量最高，其濃度分布與一次排放量直接相關(guān)。城區(qū)冬季(1193 ng/m3)MCAs的含量高于夏季(541 ng/m3)，霧霾天高于晴朗天。在PM10中的濃度高于PM2 5、較高的氣粒分配比是MCAs與DCAs的明顯差異。
　　(4)PM25中有機酸的來源分析采用DCAs、MCAs化合物間的比

6、值特征分析方法，結(jié)合DCAs與前體物、大氣氧化性、有機污染物的相關(guān)性研究，并將MCAs與有機污染物、臭氧濃度進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明DCAs濃度與前體物濃度、大氣氧化劑濃度呈正相關(guān)，MCAs濃度與正構(gòu)烷烴、稠環(huán)芳烴呈正相關(guān)。得到西安市顆粒物中的MCAs主要來源于一次排放、DCAs主要來源于光化學(xué)反應(yīng)的結(jié)論。光化學(xué)反應(yīng)易受光化學(xué)氧化劑濃度、光照強度等條件的影響，光照強度、臭氧濃度越高光化學(xué)反應(yīng)越劇烈，生成的DCAs越多。酮酸化合物的液相氧