利用烟雾箱反应装置, 开展了OH自由基启动的异戊二烯光氧化生 成二次有机气溶胶(SOA)反应的研究。 用质子转移质谱仪(PTR-MS)监测反应物异戊二烯浓度、气相产物异丁烯醛和甲基乙烯酮(m/z=70)浓度随反应时间的变化; 用扫描电迁移率粒径谱仪(SMPS)监测二次有机气溶胶产生和生长过程;用同步辐射光电离质谱仪(SRPIMS)检 测不同反应时刻的光氧化气相产物的质谱。实验数据显示随着反应时间的增长, 异戊二烯浓度逐渐减少, 主要气相产物的浓度逐渐增加, SOA逐渐产生和增长;当异戊二烯快要消耗完时, SOA仍然继续增长。 它表明由于有机气溶胶粒子的产生, 主要的气相产物表面上发生的后续反应或者非均相反应产物对SOA的生长具有促进作用。

作为一种重要的生物源挥发性有机物,柠檬烯的臭氧氧化是大气环境中二次有机气溶胶(SOA)的重要来源之一。基于实验 室烟雾箱模拟系统,研究了紫外光照对柠檬烯臭氧氧化形成SOA的影响。实验分别对无光照(即“暗反应”)和有光 照条件下反应前体物的消耗、SOA的质量浓度以及SOA的粒径分布随时间的变化等进行了实时探测,并结合气粒分配 模型对产率进行了分析。研究结果表明在相应的实验条件下,紫外光照会导致SOA产率下降10%～16%,而气相氧化 阶段相关中间产物或者最终产物的光化学反应可能是导致产率下降的重要原因之一。

基于自主搭建的加湿串联差分迁移率分析仪(hygroscopic tandem differential mobility analyzer, H-TDMA)和实 验室烟雾箱模拟系统,分别对有无种子气溶胶(硫酸铵)存在的条件下,苯乙烯臭氧氧化反应体系产生的二次有机 气溶胶(secondary organic aerosol, SOA)的吸湿性进行了研究。通过对反应产生的不同粒径 的SOA粒子(70 nm, 85 nm, 100 nm)的吸湿性测量,发现无论有无种子气溶胶的存在,产生的SOA粒 子的吸湿生长因子(growth factor, GF)(相对湿度为85%)都随着反应时间的继续而逐渐增大; 并且在有硫酸铵种子气溶胶存在的条件下产生的SOA的吸湿性比无种子气溶胶情况下产生的粒子的吸 湿性更强,但比纯的硫酸铵无机气溶胶的吸湿性要小。分析表明随着氧化反应的进行,更多的吸湿 性较大的高极性氧化产物分配到SOA粒子中,导致这些粒子的GF由反应初始阶段的<1逐渐增大到>1; 而在有种子气溶胶存在的条件下产生的SOA粒子,由于受硫酸铵种子气溶胶较强吸湿性的影响, 比没有种子气溶胶时产生的纯SOA相对要强,但这种影响受限于外层包裹的有机组分的较低的吸湿 性(相对于硫酸铵),因此远小于纯硫酸铵气溶胶的吸湿生长因子。而不同粒径的SOA粒子的吸湿性生 长因子随时间的演化关系所表现出来的一致性,也表明了在本实验条件下,产生的SOA气溶胶粒子的化学组成不依赖于粒子的粒径。