第七届青年地学论坛

大气超细颗粒物（UFP，粒径小于100纳米的颗粒物）数浓度主导了大气颗粒物的总数浓度，对人体健康和气候都有显著影响。然而，受限于UFP化学组分在线测量仪器的缺乏，目前对大气UFP来源、生成和影响的认识还比较有限。静电捕集热脱附化学电离质谱（TDCIMS）可用于大气UFP分粒径分子组分的在线测量。TDCIMS通过颗粒物的荷电、电筛分、静电捕集、加热脱附和化学电离质谱等单元实现了高效的UFP分离、富集、气化和检测，使得颗粒物化学组分测量的粒径下限降低至6纳米。然而，由于TDCIMS的颗粒物荷电和化学电离反应区均使用了放射性元素作为电离源，其在中国等放射性源严格管控的区域受到限制。本研究研制了一套基于软X射线的热脱附化学电离质谱，对不同粒径颗粒物的采集效率和不同组分的灵敏度进行了标定，并将其用于北京市超细颗粒物化学组分的在线测量。本研究首次在大气观测中使用了N-甲基吡咯烷酮离子（C₅H₁₀NO⁺）作为正离子模式的反应离子，实现了对氨、有机胺和酰胺等含氮有机组分的高选择性测量。负离子模式使用O₂^-作为反应离子，测量了硫酸盐、硝酸盐、氯离子、C₁-C₁₈的饱和羧酸以及其它CHO、CHON、CHONS类组分。其中，油酸、亚油酸、硬脂酸和软脂酸等烹饪源的示踪物呈现出显著的早、中、晚三峰；而大量高含氧量的CHO、CHON和CHONS则可能来自二次生成。相比于欧洲清洁地区站点，北京的UFP中含氮和硫的有机组分比例较高，因此，城市地区的含氮和含硫组分需要重点关注。TDCIMS还可用于研究新粒子生成和生长过程中新生成纳米颗粒物的组分变化，相关研究正在进行中。
 

超细颗粒物,在线测量,化学电离质谱