二次有机气溶胶吸湿特性及光学性质研究

针对我国城市复合污染的现状，开展贴近真实大气环境条件下二次有机气溶胶形成以及老化过程研究，探索实际环境条件下温度、相对湿度、种子气溶胶等条件对二次有机气溶胶形成过程的影响机制。结合加湿串联差分迁移分析仪（HTDMA）、积分浊度仪、光腔衰荡光谱（CRDS）等粒径以及光学分析手段，研究二次有机气溶胶吸湿特性、光学特性以及吸湿过程对SOA散射系数与吸收系数的影响。同时结合气溶胶成分分析设备，揭示二次有机气溶胶的浓度，粒径，成分以及混合状态对吸湿特性以及光学特性的定量规律。深入分析复合污染过程中二次有机气溶胶对辐射平衡的影响，为合理有效控制我国大气复合污染提供理论基础。

针对我国城市复合污染的现状，开展了贴近真实大气环境条件下二次有机气溶胶形成以及老化过程研究。探索了酸度对二次有机气溶胶形成的微观机制，发现有机过氧化氢物（ROOH）的生成的新途径——酸催化H2O2氧化。ROOH可通过酸催化重排反应生成醇、酮等小分子化合物，也可与H2SO4进一步反应生成有机过氧硫酸酯，表明酸催化H2O2氧化反应是二次有机气溶胶生成的重要途径。研究了苯、甲苯、乙苯、间二甲苯（BTEX）氧化生成SOA的过程及二次粒子的光学性质，量化NOx浓度对于光学性质的影响，填补了重要人为源二次有机气溶胶复折射率的空缺，发现模式在一定程度上过高估计了SOA的复折射率，为估算全球辐射平衡提供了重要参数。进一步研究了相对湿度对于SOA光学性质的影响，发现高湿度条件下生成的聚合物明显的提升了颗粒物的消光。使用加湿串联差分迁移分析仪（HTDMA）、等分析手段，研究了有机气溶胶吸湿性，测定三种有机组分气溶胶与硫酸铵的混合气溶胶的吸湿性，发现相对于硫酸铵气溶胶，混合气溶胶在相对湿度RH高于80%的增长因子有所减少，但在硫酸铵潮解点之前（RH80%）混合气溶胶就开始强烈吸水，使潮解点提前。本项目所取得的系列进展揭示了复合污染过程中二次有机气溶胶对辐射平衡的影响，为合理有效控制我国大气复合污染提供了理论基础。