《大氣細顆粒物中有機硫酸酯的形成機制研究》是依託上海大學，由汪午擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：大氣細顆粒物中有機硫酸酯的形成機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：汪午
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
有機硫酸酯是近來新發現的大氣有機氣溶膠的重要組成部分。這類化合物具有高含氧性和離子形態的化學結構，可以增強氣溶膠的吸濕性；還具有極性大與水溶性強的特點，可以增強氣溶膠的雲凝結核活性，通過直接和間接輻射強迫，對全球水循環和氣候變化產生直接和間接影響。我國大氣細顆粒PM2.5濃度高，主要含有機碳和硫酸鹽，提示大氣氣溶膠中可能含有相當濃度的有機硫酸酯類化合物。本項目擬採用煙霧箱模擬實驗，分別探討NOx濃度、氣溶膠酸度和相對濕度對有機硫酸酯形成的作用和影響，研究其大氣化學過程和形成機制；用HPLC/ESI-MS技術，分析、鑑定氣溶膠中有機硫酸酯的分子種類和結構，並建立定量分析方法，鑑別並量化有機硫酸酯產物，研究其大氣化學過程和形成機制，準確評估它們對大氣SOA的重要性和對有機質的貢獻，為控制大氣污染提供理論依據。
結題摘要
在植被茂盛地區，大氣氣溶膠中的極性有機硫酸酯類化合物是大氣碳質顆粒物SOA的重要成分。有機硫酸酯類化合物含有極性-SO3H基團，使該類化合物具有很強的水溶性和吸水性，從而增強氣溶膠作為雲凝結核的能力，對氣候產生影響。對有機硫酸酯類化合物形成機理的研究分為氣相、顆粒相和水相反應。在清潔地區（低NOx），植被釋放的揮發性有機化合物異戊二烯，與OH/HO2自由基反應生成異戊二烯SOA的重要中間體異戊二烯環氧化物，在含硫酸的環境中開環，形成2-甲基丁四醇硫酸酯；在受人類活動影響較大的地區（高NOx），異戊二烯氧化途徑轉為NO/NO2通道，經由甲基丙烯過氧化硝酸酯中間體，氧化形成2-甲基甘油酸硫酸酯；在夜間，異戊二烯則被NO3自由基和氧氣氧化，生成五碳羥基硝酸酯化合物，再在硫酸作用下生成硝酸酯硫酸酯化合物。而水相反應機制可能比以前認為的重要，特別是在雲、霧之中。水中微量的異戊二烯可減慢SO32-自動氧化為SO42-，而在過渡金屬離子催化下，形成活潑的硫酸根陰離子自由基SO4-•，形成有機硫酸酯類化合物。經鑑定，在大氣細顆粒中，分子量為216的化合物為異戊二烯SOA示蹤物2-甲基丁四醇的有機硫酸酯：erythro-和threo-2-甲基丁四醇OS。有機硫酸酯是潛在的大氣碳質顆粒物中二次有機氣溶膠的來源之一，可能可以幫助解釋現有的大氣化學模型中異戊二烯在大氣中的清除率，以及二次有機氣溶膠的計算值與實際大氣的差額。
