成都市温江区大气PM2.5中类腐殖质的初步研究

作     者：罗伊娜 

作者单位：四川农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李黎

授予年度：2019年

学科分类：07[理学] 070602[理学-大气物理学与大气环境] 0706[理学-大气科学] 

主      题：HULIS 紫外可见光光谱 红外光谱仪 TOC/TN分析仪 液相色谱仪 

摘      要：类腐殖质(HUmic Like Substances,HULIS)是大气PM中水溶性有机物(Water Soluble Organic Carbon,WSOC)的重要组成部分,目前发现在由晴朗天气转为高污染天气的时候,由于HULIS的介入发生了二次界面反应导致气溶胶有机物含量的骤升,从而使得能见度急剧下降,气候环境恶劣且危害人体健康。因此对HULIS浓度、结构及来源的分析是十分重要的。本研究采用TOC-V/TNM-1分析仪测定PM样本中HULIS-C浓度。将气溶胶样本水提液过HLB小柱得到HULIS溶液。成都市温江区PM中HULIS-C的年平均浓度为13.25±2.56μg/m,四季浓度变化趋势为冬季春季秋季≈夏季。成都市温江区大气PM中的HULIS-C浓度水平高于沿海城市如广州、香港、上海和北京。HULIS与WSOC、AQI呈现正相关关系,与大气能见度呈负相关关系。采用紫外可见光光谱对不同季节PM样品中HULIS进行全波长扫描,发现春夏两季HULIS的结构相似,秋冬两季HULIS紫外光谱图最大吸收波长较春夏两季出现蓝移,推测春夏季节HULIS中含硫含氮的物质含量高于秋冬样本中的比例。研究利用摩尔吸光系数ε估算出成都市温江区春夏秋冬四季HULIS的平均分子量为690±26、633±25、658±26和671±34 Da,全年HULIS的平均分子量为663±33 Da。在对四季HULIS的红外光谱中,我们发现成都市温江区大气PM中的HULIS主要可以观察到7种主要的吸收峰,分别为醇类O-H(3600 cm)、芳香氢Ar-H(3200cm)、羧酸C=O(1710 cm)、硝酸酯(1630 cm、1280 cm)、烷烃C-H(1400 cm)、硫酸酯(876 cm)。同时,在HULIS的红外光谱图中清晰可见一个由木质素产生的微弱的特征峰(1570 cm)。应用液相色谱对HULIS进行测试,我们发现成都市温江区PM中的HULIS中含有两类链烃和两类苯系物。链烃A1的季节变化趋势是秋季冬季春季夏季,推测链烃A1可能为人为源生物质燃烧所产生。链烃A2的季节变化趋势是秋季夏季冬季春季,推测链烃A2可能是天然源VOCs氧化生成的二次有机物。苯系物B1为含有单个苯环的化合物,苯系物B2为含有多个苯环的化合物。B1与B2的季节变化规律呈现出相反的变化趋势。B1冬季最高,说明可能与燃煤取暖有关;B2春、秋、夏季平均浓度高于冬季平均浓度,可能与交通源汽车尾气有关。研究采用离子色谱测定了PM样本中水溶性离子含量。我们发现成都市温江区PM中的HULIS与K相关性最好,除此之外,HULIS与Cl和NO也有着很好的相关性。说明成都市温江区大气PM中HULIS主要受到生物质燃烧和煤燃烧的影响。