多组分混合颗粒物的形成机制及其在吸湿过程中的复合效应研究

气溶胶的吸湿性是影响其环境效应和气候效应的重要性质。目前，关于气溶胶中各种常见组分的吸湿性已有深入的认识，对于非均相反应产生的二元组分混合物的吸湿性也开展了较多研究。然而，真实颗粒物在大气中通过与其他颗粒物碰并，或者与多种共存污染气体发生反应，容易形成外混或内混的多组分共存体系。而现有研究对多组分混合颗粒的形成机制、吸湿性以及各组分在吸湿过程中的相互作用还不清楚，导致气溶胶辐射效应的模式预测存在很大的不确定性。因此，本项目以矿质颗粒物为主要对象，利用红外光谱、努森池质谱和理论计算等方法，研究其与NOx、SO2、VOCs等多种气体同时反应过程中的复合效应，考察共存气体对反应产物和动力学的影响；利用拉曼光谱和BET吸附仪研究外混和内混颗粒物的吸湿性，以及各组分在吸湿过程中的相互作用，揭示颗粒物的混合状态与吸湿性的相互关联；为气溶胶模式预测提供基础数据，并为认识灰霾成因提供参考，具有重要的意义。

本课题基本按计划执行。共发表论文9篇，其中SCI收录8篇，中文综述1篇；参加国际学术会议5人次，培养博士生1名。.本课题围绕多组分混合颗粒物形成机制的科学问题，从大气非均相反应和吸湿性两个方面开展多组分共存体系的复合效应研究。揭示了非均相反应对颗粒物二次组分形成、吸湿性变化的影响，发现了NO2和SO2在矿质颗粒物表面非均相反应过程中的协同作用，并在烟雾箱模拟和外场观测中得到验证；发现了多组分混合颗粒物吸湿过程中的相互作用，总结了弱酸置换强酸的反应机制和规律；研究了非均相反应对颗粒物吸湿性的改变作用及其影响因素。这些结果不仅对于认识大气颗粒物多组分体系的形成机理和理化特性具有科学意义，同时，也有助于深入揭示我国灰霾成因，具有一定的环境意义和社会意义。