新聞動(dòng)態(tài)曾建強(qiáng)、張艷利等-AMT：氘代內(nèi)標(biāo)校正動(dòng)態(tài)箱內(nèi)單萜烯和倍半萜烯的吸附和反應(yīng)損失
?陸地植物排放的單萜烯和倍半萜烯是大氣二次有機(jī)氣溶膠的重要前體物，同時(shí)影響新粒子和云凝結(jié)核的生成。它們比異戊二烯排放量小，同分異構(gòu)體多，野外一般用動(dòng)態(tài)箱法才能測(cè)量單個(gè)單萜烯或倍半萜烯的排放因子。然而，因其比異戊二烯分子量大，同時(shí)極易與臭氧發(fā)生反應(yīng)，動(dòng)態(tài)箱法測(cè)量時(shí)會(huì)面臨吸附性及反應(yīng)性損失。如何量化或校正這些損失，是野外實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確測(cè)量排放因子的難題。
?針對(duì)這一問題，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所王新明研究組博士后曾建強(qiáng)和張艷利研究員合作，提出了向動(dòng)態(tài)箱內(nèi)添加氘代萜烯內(nèi)標(biāo)以實(shí)現(xiàn)原位損失評(píng)估與校正的創(chuàng)新方法。研究人員在實(shí)驗(yàn)室中使用了1種氘代單萜烯（α-pinene-d3）、1種氘代倍半萜烯（β-caryophyllene-d2）、10種傳統(tǒng)單萜烯和10種傳統(tǒng)倍半萜烯，評(píng)估了萜烯濃度、溫度、濕度對(duì)吸附損失的影響以及臭氧對(duì)反應(yīng)損耗的影響。結(jié)果表明，吸附損失受濃度和溫度的影響顯著（圖1和2），在低濃度和低溫條件下，吸附損失存在明顯的物種差異。濕度對(duì)吸附損失的影響較小，而臭氧的反應(yīng)損耗同樣存在物種差異（圖3）。根據(jù)吸附和反應(yīng)特征的相似性，可將這些單萜烯和倍半萜烯分為四類（圖4）：?jiǎn)屋葡┙M1（α-pinene-d3, α-pinene, β-pinene, 3-carene, limonene, 1,8-cineole）、單萜烯組2（β-myrcene, α-phellandrene, γ-terpinene, terpinolene, linalool）；倍半萜烯組1（α-longipinene, longicyclene, α-copaene, α-gurjunene, thujopsene, aromadendrene, alloaromadendrene）、倍半萜烯組2（β-caryophyllene, β-caryophyllene-d2, α-humulene）。組1中的萜烯較組2活性更高，受濃度、溫度、臭氧的影響更顯著。盡管組與組之間萜烯的吸附、反應(yīng)特征存在較大差異，但同一組內(nèi)各個(gè)化合物的吸附、反應(yīng)特征十分一致（圖4）。這說明α-pinene-d3和β-caryophyllene-d2可分別作為同組單萜烯（α-pinene, β-pinene, 3-carene, limonene, 1,8-cineole）和倍半萜烯（β-caryophyllene, α-humulene）在原位測(cè)量時(shí)的內(nèi)標(biāo)校正示蹤劑，但不適用于其它組。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，化合物的吸附性與其臭氧反應(yīng)活性高度相關(guān)（圖5），表明可根據(jù)臭氧反應(yīng)活性來初步選擇適用于每組的氘代內(nèi)標(biāo)。實(shí)際測(cè)量時(shí)氘代內(nèi)標(biāo)應(yīng)用比較困難，對(duì)于高活性倍半萜烯（特別是β-caryophyllene和α-humulene），將循環(huán)氣中的臭氧去除對(duì)減少損失十分重要。這些研究結(jié)果，對(duì)動(dòng)態(tài)箱法準(zhǔn)確測(cè)量萜烯排放因子具有重要啟示和指導(dǎo)意義。
?本研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、廣東省科技廳、廣州市科技局等項(xiàng)目的聯(lián)合資助。相關(guān)研究成果近期發(fā)表在Atmospheric Measurement Techniques期刊。
?論文信息：Zeng, J.?(曾建強(qiáng)), Zhang, Y.*?(張艷利), Ran, H.?(冉浩汎),?Pang, W.?(龐偉華), Mu, Z.?(牟兆斌), Guo, H.?(郭昊), Song, W.?(宋偉), and Wang, X.?(王新明),?2025. Calibrating adsorptive and reactive losses of monoterpenes and sesquiterpenes in dynamic chambers using deuterated surrogates.?Atmospheric Measurement Techniques, 18, 1811-1821.
?論文鏈接：https://doi.org/10.5194/amt-18-1811-2025
圖1. 濃度對(duì)不同萜烯回收率的影響；a到d濃度增加
圖2. 溫度對(duì)不同萜烯回收率的影響；a為單萜烯，b為倍半萜烯
圖3. 臭氧對(duì)倍半萜烯造成的反應(yīng)損耗
圖4. 根據(jù)吸附和反應(yīng)特性進(jìn)行單萜烯（MTs）和倍半萜烯（SQTs）分組
圖5. 濃度（a）和溫度（b）相關(guān)的吸附特性與臭氧反應(yīng)速率負(fù)對(duì)數(shù)的關(guān)系
