初始颗粒酸度对左旋葡聚糖异相氧化的影响

《Environmental Science & Technology Letters》：Effect of Initial Particle Acidity on the Heterogeneous Oxidation of Levoglucosan

　　

摘要

由于具有较高的大气稳定性，左旋葡聚糖（LEV）长期以来被用作生物质燃烧排放的示踪剂。然而，最近的研究表明，其在不同环境条件下的降解速率存在显著差异。本研究探讨了羟基自由基（•OH）对LEV的异质氧化作用以及初始颗粒酸度对其降解的影响。实验在烟雾室中进行，使用内部混合了硫酸铵（AS）或硫酸氢铵（ABS）的LEV颗粒。实验过程中通过高分辨率气溶胶质谱仪（HR-AMS）监测颗粒的化学成分。研究结果表明，与初始pH值较高的颗粒相比，初始pH值较低的颗粒能加速LEV的降解，其二级反应速率常数分别为4.46 × 10^–11和6.03 × 10^–12 cm³分子^–1秒^–1。酸性环境还有助于形成高度氧化的产物，其中一些产物可能会发生裂解并蒸发到气相中。这些发现表明，酸性颗粒会显著缩短LEV在大气中的停留时间（从40小时降至3小时），从而降低其作为生物质燃烧示踪剂的可靠性，这凸显出有必要将酸度效应纳入大气模型中。