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Jun 24, 2023

npj Climate and Atmospheric Science volume 5, numero articolo: 47 (2022) Citare questo articolo

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La conoscenza delle caratteristiche chimiche e delle fonti degli aerosol organici (OA) nell'ambiente marino è necessaria per valutare i loro effetti sul cambiamento climatico e sulla qualità dell'aria. In questo caso, un monitor quadrupolo per la speciazione chimica degli aerosol (Q-ACSM) e una spettrometria di massa di aerosol a singola particella (SPAMS) sono stati impiegati in modo sincrono per studiare la composizione chimica, lo stato di miscelazione e il grado di ossidazione degli aerosol organici ossidati (OOA) nel PM1 nel corso del tempo. Mar Cinese Orientale (ECS) dal 3 al 27 giugno 2017. Entrambi gli spettrometri di massa per aerosol hanno dimostrato che uno stato di ossidazione più elevato dell'OOA nelle particelle di aerosol potrebbe essere generato durante i periodi dominati dalla massa d'aria marina (MDP) rispetto a quello generato durante i periodi dominati dalla massa d'aria terrestre. periodi (LDP). Due fattori OOA, tra cui l'aerosol organico ossidato semivolatile (SV-OOA) e l'aerosol organico ossidato a bassa volatilità (LV-OOA), sono stati distinti in base al Q-ACSM. Il 57% del totale delle particelle rilevate con segnali evidenti di marcatori organici è stato identificato come particelle di carbonio organico ossidato (OOC) tramite SPAMS e ulteriormente suddiviso in particelle di carbonio organico ossidato inferiore (LOOC) e particelle di carbonio organico più ossidato (MOOC). Tutte le particelle contenenti OOC sono state raggruppate in sette sottogruppi di particelle. I sottogruppi EC e K hanno dominato rispettivamente le particelle LOOC e MOOC, durante i periodi controllati dalle masse d’aria terrestri, indicando che la notevole formazione di OOC è stata influenzata da fonti continentali. Si è scoperto che gli OOA con stati di ossigeno più elevati dominano vicino ai porti. Ciò ha suggerito che le caratteristiche chimiche dell’OOA rispetto all’ESC sono seriamente influenzate dalle emissioni continentali, delle navi e dei porti, che dovrebbero essere considerate sinergicamente nella valutazione dei loro effetti sul trasferimento della radiazione solare e sui processi nuvolosi.

Gli aerosol organici ossidati (OOA) costituiscono un componente importante degli aerosol ambientali1,2,3,4 e possono essere prodotti attraverso la ripartizione gas-particelle dei prodotti di reazione, l'ossidazione dei composti organici volatili precursori (COV) e le reazioni in fase condensata in l'atmosfera1,5. Gli OOA sono caratterizzati da pressioni di vapore di saturazione sostanzialmente ridotte e pertanto contribuiscono in modo significativo alla formazione di nuove particelle e alla crescita di particelle appena formate fino alle dimensioni dei nuclei di condensazione delle nuvole (CCN)6. Gli OOA hanno anche effetti negativi sulla salute umana, poiché possono penetrare in profondità nei polmoni aumentando il rischio di malattie respiratorie e cardiovascolari7,8. Inoltre, alcuni componenti chimici sono tossici, mutageni e cancerogeni e comportano gravi rischi per la salute umana non ancora completamente scoperti9.

I processi di formazione e le caratteristiche dell'OOA sono influenzati dal tipo e dalla quantità dei precursori, dalla reattività dei precursori e dei loro prodotti di ossidazione e dalle tendenze di condensazione dell'ossidazione e di altri prodotti di reazione10. Inoltre, i parametri meteorologici, come la temperatura (T), l'umidità relativa (RH) e il livello di NOx, oltre alla concentrazione di ossidanti [ad esempio, idrossile (OH), ozono (O3) e nitrato (NO3)], Il pH delle particelle e il contenuto di acqua liquida dell'aerosol (ALWC) possono tutti influenzare la formazione di OOA. Grazie alla loro elevata risoluzione temporale, gli strumenti di spettrometria di massa dell'aerosol (AMS) e di monitoraggio della speciazione chimica dell'aerosol (ACSM) sono stati ampiamente utilizzati nelle misurazioni della composizione chimica dell'aerosol per studiarne la composizione chimica, le fonti e i processi secondari11,12,13,14,15 ,16,17,18,19,20,21,22,23. In generale, i tipi di OA possono essere risolti tramite fattorizzazione a matrice positiva (PMF) in base al segnale dello spettro di massa e l'OA può essere classificato in un aerosol organico primario (POA) [ad esempio, OA idrocarburico (HOA), OA da cucina (COA ) e combustione di biomassa OA (BBOA)] e OOA, che possono essere ulteriormente risolti in base al grado di ossidazione [ad esempio, SV-OOA e LV-OOA]13. Il contributo dell'OOA all'OA mostra un'ampia distribuzione spaziale, con un'elevata frazione che si verifica nei siti di fondo e rurali, mentre una frazione molto inferiore è stata osservata nei siti urbani e suburbani a causa del contributo significativo della POA che può essere generata principalmente da fonti antropiche. emissioni. Ad esempio, il contributo dell’OOA all’OA ha raggiunto il 75% sull’altopiano del Qinghai-Tibet24 e il 41% a Pechino25. Similmente alla distribuzione spaziale della frazione OOA nell'OA, il contributo di LV-OOA mostra generalmente una tendenza crescente dai siti urbani/suburbani a quelli di fondo/remoti, e LV-OOA ha dominato la composizione dell'OA con un contributo del 60,7% sul Monte. Wuzhi26. Ciò è coerente con uno studio precedente che riportava un graduale aumento del contributo LV-OOA e dei valori O:C dai siti urbani e suburbani ai siti di fondo.