闷烧桉树烟雾产生的粘度变化：从高粘度的焦油球到低粘度的有机气溶胶

《ACS ES&T Air》：Viscosity Variability from Smoldering Eucalyptus Smoke: From High Viscosity Tar Balls to Low Viscosity Organic Aerosol

尤加利树叶和木材燃烧产生的生物质燃烧有机气溶胶（BBOA）粘度差异显著，早期燃烧树叶生成非亲水碳球（>8×10^10 Pa·s），晚期燃烧及木材燃烧产生亲水BBOA（<3×10^3 Pa·s），粘度差异达7个数量级，影响棕色碳大气寿命（延长4个数量级）及云冰核过程。

　　

澳大利亚桉树林中失控的野火会释放大量烟雾，这些烟雾主要由生物质燃烧产生的有机气溶胶（BBOA）组成。尽管其他燃料的BBOA粘度已经过研究，但桉树的BBOA粘度尚未得到明确测定。在这项研究中，我们通过在管式炉中闷烧桉树叶和木材来生成BBOA，并利用光学显微镜、透射电子显微镜以及光漂白后的荧光恢复技术对其粘度进行了测量。桉树叶在燃烧初期会形成非吸湿性的焦油球，其粘度超过8 × 10¹⁰ Pa s；而桉树叶在燃烧后期以及木材在燃烧的各个阶段都会产生吸湿性的BBOA，其粘度低于3 × 10³ Pa s——低了7个数量级。这些结果表明，BBOA的粘度受到燃料类型和燃烧阶段的显著影响，这些因素应在大气模型中予以考虑。重要的是，我们的发现表明，桉树叶在闷烧过程中可以直接产生焦油球，而无需经过大气中的其他转化过程。这些颗粒可能在混合相云和卷云中充当冰核形成剂。此外，我们还发现BBOA的粘度会显著影响桉树烟雾中棕碳的大气停留时间，可能使其延长多达4个数量级。这对于评估桉树野火排放对气候的影响具有重要意义。