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    禾信SPAMS登環境核心期刊!揭示大氣顆粒中咪唑類化合物的晝夜變化特征

    發布時間:2022-05-20      閱讀:1801
    大氣顆粒物中的咪唑類化合物是棕色碳的組成部分,在紫外-可見光區域具有吸光性,影響大氣輻射平衡,同時還可作為光敏劑誘發光敏反應,影響大氣顆粒物的老化過程,而且部分物種具有潛在的致癌作用,因此對于大氣顆粒中咪唑類化合物的研究具有重要的氣候、環境與健康意義。
    然而,受限于研究手段的低時間分辨率,當前對于實際大氣中咪唑類化合物快速變化特征及影響因素的認識尚淺,僅有少量研究分析了大氣中咪唑類化合物的濃度變化,難以深入探究其環境、氣候效應。


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    近期,中科院廣州地化所有機地球化學國家重點實驗室博士生胡曉東與導師畢新慧研究員和張國華特任研究員等人使用廣州禾信儀器股份有限公司開發的PM2.5在線源解析質譜監測系統(SPAMS)開展了長時間的外場觀測研究,采集了近1千萬個顆粒物的質譜信息。研究人員在排除潛在干擾質譜峰后,首先識別出單顆粒質譜中6類咪唑類化合物的特征峰,分析了咪唑類化合物的混合狀態、晝夜變化,并探討了前體物、相對濕度和O3等因素對咪唑類化合物變化特征的影響。


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    PM2.5在線源解析質譜監測系統





    研究結果揭示了大氣顆粒中咪唑類化合物受光化學驅動的晝夜變化特征。針對咪唑類化合物變化特征的分析發現,它們呈現顯著的晝夜變化特征:低值出現在13:00左右,峰值出現在傍晚(圖1)。對比分析晴天和陰天含咪唑類顆粒物的晝夜變化后,指出光化學反應是咪唑類化合物晝夜變化特征的主導因素。與之相吻合的是,咪唑類化合物變化特征和光化學反應強度標志物O3呈顯著負相關;多元線性回歸和隨機森林分析均表明前體物和光化學反應強度是晴天大氣顆粒物中咪唑類化合物變化的控制因素(圖2)。
    此外,實驗室模擬咪唑類化合物的直接光解和OH自由基光氧化反應結果同樣支持這一推論。

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    圖1 咪唑類顆粒晝夜變化的概念圖

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    圖2 含咪唑類化合物(IMs)、甲基咪唑(MIM)、乙基咪唑/二甲基咪唑/咪唑-2-甲醛(EI/DMI/IC)和聯咪唑(BM)顆粒在晴天和陰雨天的晝夜變化


    本研究對于咪唑類化合物的單顆粒質譜識別可為在線追蹤大氣顆粒中咪唑類化合物的形成及演化提供技術支撐;關于光化學驅動的變化特征可為進一步評估咪唑類化合物的大氣壽命及其環境、氣候效應提供參考依據。相關研究成果近期發表于Environmental Science & Technology Letters。

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    文章來源:中科院廣州地化所



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