脂類化合物(正構(gòu)烷烴、脂肪酸和脂肪醇)是大氣有機(jī)氣溶膠的重要組分。其分布廣泛,來(lái)源復(fù)雜,穩(wěn)定性較高,對(duì)城市有機(jī)氣溶膠的貢獻(xiàn)較大。故研究氣溶膠中脂類化合物的分子特征和穩(wěn)定單體碳同位素(δ13C)組成將對(duì)深層次認(rèn)知?dú)馊苣z的來(lái)源提供新的視角。
中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所大氣邊界層物理和大氣化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(LAPC)博士任露潔、研究員傅平青等聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所和天津大學(xué)等單位,通過(guò)研究北京市冬季氣溶膠樣品中脂類化合物的穩(wěn)定C同位素組成發(fā)現(xiàn)(圖1):正構(gòu)烷烴和低碳鏈脂肪酸的δ13C比值范圍分別為–34.1‰到–24.7‰和–26.9‰到–24.6‰;污染天氣下,短鏈烷烴的δ13C比值明顯高于高碳鏈奇碳數(shù)烷烴,而在清潔天氣下兩者重疊性較高;短鏈脂肪酸和長(zhǎng)鏈脂肪酸具有完全不同穩(wěn)定C同位素組成。
研究發(fā)現(xiàn),污染期的樣品表現(xiàn)為較集中的碳同位素比值,說(shuō)明這種相對(duì)靜穩(wěn)條件下,大氣中的脂類有機(jī)物來(lái)源相對(duì)穩(wěn)定;而清潔天的樣品表現(xiàn)出較大的碳同位素比值范圍,說(shuō)明來(lái)自西北部的清潔顆粒與當(dāng)?shù)貧馊苣z均有貢獻(xiàn)。此外,相對(duì)于烷烴單體C同位素比值而言,雖然短鏈脂肪酸的δ13C比值僅在2.3‰范圍內(nèi)變動(dòng),但在污染天氣下,脂肪酸的13C富集非常明顯(圖2),表明脂肪酸的單體C同位素比值更有潛力用以指示灰霾期大氣有機(jī)氣溶膠的來(lái)源。
上述研究結(jié)果于6月8日刊登于Scientific Reports。
圖1. 正構(gòu)烷烴和正構(gòu)脂肪酸中δ13C比值的晝夜變化
圖2. 脂肪酸(C16:0)和正構(gòu)烷烴(C23、C29)的單體C同位素比值
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