第九届青年地学论坛

二次有机气溶胶（SOA）占细颗粒物质量浓度和毒性的很大一部分。目前对城市大气环境中二次有机气溶胶特性的垂直现场观测研究还比较缺乏，阻碍了对二次有机气溶胶来源和形成机制的全面了解。本研究于2021年冬季（2021年12月20日-2022年1月19日）在广州塔地面（3米）、118米和 488米三个高度同时采集PM_2.5样品。研究了典型的SOA标志物包括异戊二烯（SOA_I）、单萜（SOA_M）、倍半萜（SOA_S）和甲苯（ASOA）等的氧化产物，以及气象参数和气态/颗粒污染物的垂直分布特征。在垂直上，大多数SOA标志物都呈现出随高度增加而增加的趋势，而且高层的SOA比低层的老化程度更高。除了单萜烯的第一代氧化产物（SOA_{M_F}）外，在污染条件下，SOA标志物的浓度增加显著，且在污染日的地面观测到的增长速率最快。SOA标志物浓度在白天高于夜间，但是夜间气溶胶比白天的气溶胶更老化。在夜间残留层中发现异戊二烯的氧化产物C5-烯三醇（HO₂通道）和2-甲基甘油酸（NO/NO₂通道）的产量增加。SOA标志物与O₃、NOx和SO₂呈正相关，表明SOA的生成在城市边界层内受到人为污染物的显著影响，尤其是在污染条件下。大多数SOA标志物在3米处与NOx的相关性最强（r=0.41-0.80），而NOx与SOA_{M_F}标志物之间没有相关性。大多数SOA标志物在各垂直高度都与SO₂有明显的相关性，在118米处测得的相关性最高（r=0.36-0.73）。所有SOA标志物在488米处与O₃的相关性最强（r=0.42-0.77）。上述结果表明，气体污染物在城市边界层内不同高度的SOA形成的作用机制可能不同。此外，温度与C5-烯三醇与2-甲基丁四醇比值（C₅-AT/MTLs）呈正相关关系，但与2-甲基甘油酸与2-甲基丁四醇比值（MGA/MTLs）呈负相关，这表明SOA_I在环境空气中的形成途径与温度有关。顺式蒎酮酸（Cis-pinonic acid, SOA_{M_F}标志物）与相对湿度、气溶胶液态水含量和酸度等呈负相关。本研究初步获得了珠三角城市边界层内SOA的垂直分布特征，探究了人为污染物（NOx，SO₂和O₃）对城市边界层中SOA形成的影响。

二次有机气溶胶；分子标志物,垂直分布,人为源影响