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复杂条件下正丁基乙烯基醚的臭氧化反应过程

19、气溶胶与大气环境科学 > 专题3：有机气溶胶

烷基烯醚不仅是化工行业一类重要的有机合成原料，还是燃油中一类重要的添加剂。然而在复杂大气氧化过程中这类物质对二次有机气溶胶形成的贡献还不明确。本研究选取正丁基乙烯基醚（BVE）作为烷基烯醚物种的代表，首先研究了不同SO2浓度，相对湿度(RH)，颗粒酸度对BVE臭氧化反应形成二次气溶胶的影响。研究发现SO2浓度的升高可以明显促进烯醚SOA产率和氧化态的升高，结果表明是硫酸盐细粒子浓度的升高和含硫有机物浓度增大导致了SOA产率和氧化态的升高。在极低（<10% RH）、中(10-40%) 和 高（>40%）RH范围内RH升高对烯醚SOA的产率和氧化度呈现出促进作用，抑制作用和无影响。这说明不同RH区间内，烯醚臭氧化过程中形成的sCI自由基与水和SO2的竞争反应是导致SOA产率和氧化态随相对湿度变化呈现不同演变过程的关键所在。尽管种子颗粒酸度的升高对SOA产率影响可以忽略，但是可以明显导致SOA氧化态升高，这表明酸催化导致的非均相反应过程对烯醚类SOA组分的影响不可忽略。此外，我们还研究了复杂气相和颗粒相污染组分对烯醚SOA形成的影响。在研究复杂气相污染物影响的过程中我们发现：无SO2条件下，高CO浓度会明显抑制SOA形成；而在SO2条件下，CO浓度水平对烯醚SOA的形成几乎可以忽略，这主要是由于无SO2时，高浓度的CO浓度明显可以抑制反应产物单体和低聚物的形成，但是SO2存在时，高浓度的CO浓度仅仅抑制了反应产物单体向低聚物的转化，但是并没有改变SO质量浓度。在研究复杂颗粒相污染物影响的过程中我们发现：极低湿度条件下(1%RH)，复杂颗粒相组分（硫酸盐和SOA）中的有机组分可以和新形成的反应产物进一步官能团反应从而明显促进SOA的形成；在低湿度条件下(10%RH)，复杂颗粒相中的有机组分会和新形成的臭氧化反应产物发生可逆的聚合反应过程,对SOA形成的影响基本可以忽略。