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灰霾二次气溶胶生成化学机制厘清

中国化工报2021-04-21 14:35
 中化新网讯 大气二次气溶胶对灰霾形成有重要贡献,而灰霾形成过程中二次气溶胶快速生成的化学机制尚不清楚。近日,中国科学院化学研究所的研究人员在我国灰霾期间二次气溶胶快速生成化学机制研究方面取得系列进展。

  该项研究通过模拟研究不同湿度和二氧化硫浓度下甲苯光氧化过程,发现复杂的大气环境条件对二次有机气溶胶的化学组成和光学特性具有显著影响,二氧化硫和高湿的复合作用可显著提高甲苯生成SOA的光吸收效率和消光效率。通过进一步开展不同结构的长链烷烃与OH自由基氧化过程研究,获得系列反应速率常数和气相产物,进一步解析湿度、温度等不同环境条件下生成二次有机气溶胶的机制及其环境影响,发现了低温条件下促进气溶胶相高聚物的生成,揭示了其对冬季二次有机气溶胶生成的重要贡献。

  研究人员还在冬季灰霾时期硫酸盐生成机制研究方面取得进展,揭示了硫酸盐爆发增长的界面催化反应机制。他们利用自主研发的模拟实际大气条件的烟雾箱系统,发现气溶胶表界面锰离子可以快速催化氧化二氧化硫,并观察到在冬季低温条件下存在的高离子强度对反应的促进效应,从而提出气溶胶表界面催化的硫酸盐新机制:二氧化硫与氧气在含有锰离子的气溶胶表界面发生快速的锰催化氧化反应,将其转化为硫酸盐并溶于气溶胶液相之中,同时伴随着铵盐的生成。区别于传统液相反应,表界面反应在实际大气环境条件的约束下,仍具有较高的硫酸盐生成速率。同期外场观测结果也证实气溶胶表界面锰催化反应途径在实际大气中对于硫酸盐生成的重要性。

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