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Jun 24, 2023

npj Climate and Atmospheric Science volume 5, Artigo número: 47 (2022) Citar este artigo

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O conhecimento das características químicas e das fontes de aerossóis orgânicos (AO) no meio marinho é necessário para avaliar os seus efeitos nas alterações climáticas e na qualidade do ar. Aqui, um monitor quadrupolo de especiação química de aerossol (Q-ACSM) e uma espectrometria de massa de aerossol de partícula única (SPAMS) foram empregados sincronicamente para investigar a composição química, estado de mistura e grau de oxidação de aerossóis orgânicos oxidados (OOA) em PM1 ao longo do Mar da China Oriental (ECS) de 3 a 27 de junho de 2017. Ambos os espectrômetros de massa de aerossol demonstraram que um estado de oxidação mais alto de OOA em partículas de aerossol poderia ser gerado durante períodos dominados por massa de ar marinho (MDP) do que aquele gerado durante períodos dominados por massa de ar terrestre. períodos (LDP). Dois fatores OOA, incluindo aerossol orgânico oxidado semivolátil (SV-OOA) e aerossol orgânico oxidado de baixa volatilidade (LV-OOA), foram distinguidos com base no Q-ACSM. Cinquenta e sete por cento do total de partículas detectadas com sinais óbvios de marcadores orgânicos foram identificadas como partículas de carbono orgânico oxidado (OOC) via SPAMS e posteriormente divididas em partículas de carbono orgânico oxidado inferior (LOOC) e partículas de carbono orgânico mais oxidado (MOOC). Todas as partículas contendo OOC foram agrupadas em sete subgrupos de partículas. Os subgrupos EC e K dominaram as partículas LOOC e MOOC, respectivamente, durante períodos controlados por massas de ar terrestres, indicando que a notável formação de OOC foi influenciada por fontes continentais. Descobriu-se que OOA com estados de oxigênio mais elevados dominam perto dos portos. Isto sugeriu que as características químicas da OOA sobre o ESC são seriamente afetadas pelas emissões continentais, de navios e portuárias, que devem ser consideradas sinergicamente na avaliação dos seus efeitos na transferência de radiação solar e nos processos de nuvens.

Aerossóis orgânicos oxidados (OOA) constituem um componente importante dos aerossóis ambientais1,2,3,4 e podem ser produzidos através da partição gás-partícula de produtos de reação, oxidação de compostos orgânicos voláteis precursores (VOCs) e reações de fase condensada em a atmosfera1,5. OOA são caracterizados por pressões de vapor de saturação substancialmente reduzidas e, portanto, contribuem significativamente para a formação de novas partículas e para o crescimento de partículas recém-formadas até o tamanho de núcleos de condensação de nuvens (CCN) . Os OOA também afetam negativamente a saúde humana, pois podem penetrar profundamente nos pulmões e aumentar o risco de doenças respiratórias e cardiovasculares7,8. Além disso, certos componentes químicos são tóxicos, mutagênicos e cancerígenos, acarretando sérios riscos à saúde humana ainda não completamente descobertos9.

Os processos de formação e características do OOA são afetados pelo tipo e quantidade dos precursores, pela reatividade dos precursores e seus produtos de oxidação e pelas tendências de condensação da oxidação e de outros produtos de reação . Além disso, parâmetros meteorológicos, como temperatura (T) e umidade relativa (UR), e nível de NOx, além da concentração de oxidante [por exemplo, hidroxila (OH), ozônio (O3) e nitrato (NO3)], O pH das partículas e o teor de água líquida do aerossol (ALWC) podem influenciar a formação de OOA. Devido à sua alta resolução temporal, os instrumentos de espectrometria de massa em aerossol (AMS) e monitor de especiação química em aerossol (ACSM) têm sido amplamente empregados em medições de composição química de aerossóis para investigar sua composição química, fontes e processos secundários . ,16,17,18,19,20,21,22,23. Geralmente, os tipos de OA podem ser resolvidos via fatoração de matriz positiva (PMF) de acordo com o sinal espectral de massa, e o OA pode ser classificado em um aerossol orgânico primário (POA) [por exemplo, OA semelhante a hidrocarboneto (HOA), OA de cozinha (COA). ) e queima de biomassa OA (BBOA)] e OOA, que podem ser ainda resolvidos com base no grau de oxidação [por exemplo, SV-OOA e LV-OOA]13. A contribuição da AOA para a AA apresenta amplas distribuições espaciais, com uma fracção elevada ocorrendo em locais de fundo e rurais, enquanto uma fracção muito menor foi observada em locais urbanos e suburbanos devido à contribuição significativa de POA que pode ser gerada principalmente a partir de actividades antropogénicas. emissões. Por exemplo, a contribuição da AOA para a AA atingiu 75% no Planalto Qinghai-Tibete24 e 41% em Pequim25. Semelhante à distribuição espacial da fração OOA em OA, a contribuição de LV-OOA geralmente mostra uma tendência crescente de locais urbanos/suburbanos para locais de fundo/remotos, e LV-OOA dominou a composição OA com uma contribuição de 60,7% em Mt. Wuzhi26. Isto é consistente com um estudo anterior que relata o aumento gradual da contribuição de LV-OOA e dos valores de O: C de locais urbanos e suburbanos para locais de fundo.