Настоящий

npj Наука о климате и атмосфере, том 5, Номер статьи: 47 (2022) Цитировать эту статью

1304 Доступа

1 Цитаты

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Знание химических характеристик и источников органических аэрозолей (ОА) над морской средой необходимо для оценки их воздействия на изменение климата и качество воздуха. Здесь синхронно использовались квадрупольный монитор химического состава аэрозолей (Q-ACSM) и масс-спектрометрия одночастичных аэрозолей (SPAMS) для исследования химического состава, состояния смешивания и степени окисления окисленных органических аэрозолей (ООА) в PM1 на протяжении Восточно-Китайское море (ECS) с 3 по 27 июня 2017 года. Оба аэрозольных масс-спектрометра продемонстрировали, что более высокая степень окисления ООА в аэрозольных частицах может генерироваться в периоды с преобладанием морских воздушных масс (MDP), чем в периоды с преобладанием наземных воздушных масс. периоды (ЛДП). На основе Q-ACSM были выделены два фактора ООА, включая полулетучий окисленный органический аэрозоль (SV-OOA) и низколетучий окисленный органический аэрозоль (LV-OOA). Пятьдесят семь процентов от общего числа обнаруженных частиц с очевидными сигналами органических маркеров были идентифицированы как частицы окисленного органического углерода (OOC) с помощью SPAMS и далее разделены на частицы с более низкой степенью окисления органического углерода (LOOC) и частицы более окисленного органического углерода (MOOC). Все частицы, содержащие ООС, были сгруппированы в семь подгрупп частиц. Подгруппы EC и K доминировали среди частиц LOOC и MOOC соответственно в периоды, контролируемые наземными воздушными массами, что указывает на то, что заметное образование OOC находилось под влиянием континентальных источников. Было обнаружено, что OOA с более высоким содержанием кислорода преобладает вблизи портов. Это свидетельствует о том, что на химические характеристики OOA над ESC серьезно влияют выбросы с континента, с судов и портов, которые следует синергетически учитывать при оценке их воздействия на перенос солнечной радиации и облачные процессы.

Окисленные органические аэрозоли (ООА) составляют важный компонент аэрозолей окружающей среды1,2,3,4 и могут образовываться в результате разделения продуктов реакции газ-частицы, окисления летучих органических соединений-предшественников (ЛОС) и реакций конденсированной фазы в атмосфера1,5. ООА характеризуются существенно сниженным давлением насыщенного пара и, следовательно, вносят значительный вклад в образование новых частиц и рост вновь образованных частиц до размера облачных ядер конденсации (CCN)6. ООА также отрицательно влияют на здоровье человека, поскольку могут проникать глубоко в легкие, повышая риск респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний7,8. Кроме того, некоторые химические компоненты являются токсичными, мутагенными и канцерогенными, что представляет собой серьезную угрозу для здоровья человека, которая еще полностью не обнаружена9.

На процессы образования и характеристики ОА влияют тип и количество прекурсоров, реакционная способность прекурсоров и продуктов их окисления, а также тенденции конденсации продуктов окисления и других реакций10. Кроме того, метеорологические параметры, такие как температура (T) и относительная влажность (RH), а также уровень NOx, помимо концентрации окислителя [например, гидроксила (OH), озона (O3) и нитрата (NO3)], pH частиц и содержание воды в аэрозольной жидкости (ALWC) могут влиять на образование ООА. Благодаря высокому временному разрешению, приборы масс-спектрометрии аэрозолей (AMS) и монитора химического состава аэрозолей (ACSM) широко используются при измерении химического состава аэрозолей для изучения их химического состава, источников и вторичных процессов11,12,13,14,15 ,16,17,18,19,20,21,22,23. Как правило, типы ОА можно определить с помощью факторизации положительной матрицы (PMF) в соответствии с масс-спектральным сигналом, а ОА можно классифицировать на первичный органический аэрозоль (ПОА) [например, углеводородоподобный ОА (НОА), кулинарный ОА (СОА) ), а также сжигание биомассы OA (BBOA)] и OOA, которые могут быть дополнительно определены на основе степени окисления [например, SV-OOA и LV-OOA]13. Вклад OOA в OA имеет широкое пространственное распределение, при этом высокая доля приходится на фоновые и сельские участки, в то время как гораздо меньшая доля наблюдается на городских и пригородных участках из-за значительного вклада POA, который может быть вызван главным образом антропогенными факторами. выбросы. Например, вклад ОА в ОА достиг 75% на Цинхай-Тибетском нагорье24 и 41% в Пекине25. Подобно пространственному распределению фракции OOA в OA, вклад LV-OOA обычно демонстрирует тенденцию к увеличению от городских/пригородных к фоновым/отдаленным участкам, а LV-OOA доминировал в составе OA с вкладом 60,7% на горе. Ужи26. Это согласуется с предыдущим исследованием, в котором сообщалось о постепенном увеличении вклада LV-OOA и значений O:C от городских и пригородных участков к фоновым участкам.