Picarro—棕色碳發色團光學性質和化學成分之間的聯系

背景介紹

棕色碳（BrC）是大氣有機氣溶膠的重要組分，在紫外到近紅外波段具有較強的吸光能力，對全球氣候變化和大氣化學過程具有重要影響。BrC結構復雜、種類眾多、來源廣泛。大量研究表明生物質燃燒、煤燃燒、機動車尾氣、生物排放以及二次有機氣溶膠等是BrC的重要來源。芳香族揮發性有機化合物，如苯同系物和衍生物，也可能是BrC發色團的重要前體。但是，不同源排放的BrC進入大氣后，受到復雜的大氣化學過程，其光學性質和化學結構會發生很大的變化。

研究方法

2018年冬季高污染期，在機動車影響區和生物質燃燒影響區來調查BrC發色團的化學組分和光吸收性質。利用Picarro SI2103氨氣分析儀測量NH₃。將環境相對濕度、溫度、固相無機物和NH₃作為輸入參數，利用ISORROPIA II 熱動態模型計算氣溶膠液態水，進而計算其含量。

結 論

對苯二甲酸、硝基苯酚和硝基兒茶酚是BrC的主要組成物質，占識別的發色團濃度的50%以上。硝基苯酚和硝基兒茶酚對300~400 nm之間BrC吸光度的貢獻超過50%。生物質燃燒相關產物和人為揮發性有機化合物的氧化產生了類似的BrC發色團，這意味著這些功能化的芳香族化合物在這兩種環境中都起著重要作用。與生物質燃燒影響區（22%）相比，機動車影響區功能化芳香族化合物對BrC的吸收比例更高（25%）。