view in publisher's site

Photodegradation of Secondary Organic Aerosols by Long-Term Exposure to Solar Actinic Radiation

Sunlight-driven chemical transformations of secondary organic aerosol (SOA) are important for understanding the climate- and health-relevant properties of atmospheric particulate matter, but these photochemical processes are not well understood. We measured the photodegradation rates of SOA by observing condensed-phase photochemical processes over many days of UV exposure. The experiments relied on a quartz crystal microbalance to quantify the mass loss rate from SOA materials prepared by ozonolysis of d-limonene and α-pinene and photo-oxidation of toluene under either high or low NOx conditions. We observed that 254 nm irradiation degraded SOA almost entirely after 24 h. The mass loss rates were higher for toluene-derived SOA, which absorbs strongly at 254 nm. Irradiation at 305 nm, which is more relevant for the troposphere, resulted in larger mass loss rates from SOA generated from α-pinene and d-limonene, even though toluene-derived SOA had a higher absorption coefficient. In all 305 nm irradiation experiments, the initial mass loss rate was high (corresponding to 1–5% fractional mass loss per hour), but it slowed down after 24 h of irradiation, with a photorecalcitrant fraction of SOA degrading much slower (<1% fractional mass loss per hour). The mass loss rates were observed to increase at a higher relative humidity because volatile photoproducts could diffuse out of SOA faster. Long-term changes in the chemical composition of limonene ozonolysis SOA were examined using high-resolution electrospray ionization mass spectrometry and revealed a more complex mixture of species after photodegradation compared to the initial SOA. The compounds in the photodegraded sample had on average lower molecular weights, lower H/C ratios, and higher O/C ratios compared to the compounds in the un-photolyzed sample. These experiments confirm that condensed-phase photochemistry is an important aging mechanism for SOA during long-range transport.

تجزیه فوتون‌های آلی ثانویه با قرار گرفتن در معرض تابش با انرژی طولانی

تبدیل شیمیایی ناشی از نور خورشید هوآویزهای آلی ثانویه (SOA)برای درک ویژگی‌های آب و هوایی و سلامتی مرتبط با ذرات جوی مهم هستند، اما این فرآیندهای فتوشیمیایی به خوبی درک نشده اند. ما نرخ تجزیه نوری SOA را با مشاهده فرایندهای فتوشیمیایی فاز متراکم در طول روزه‌ای زیادی از تابش UV اندازه‌گیری کردیم. این آزمایش‌ها برای تعیین میزان اتلاف جرم از مواد SOA تهیه‌شده به وسیله اوزونولیز د - لیمونن و آلفا - پینن و اکسیداسیون نوری تولوئن تحت شرایط بالا یا پایین NOx، بر تعادل ریزبلور کوارتز تکیه داشتند. مشاهده کردیم که تابش ۲۵۴ نانومتر، SOA را تقریبا به طور کامل بعد از ۲۴ ساعت تخریب کرد. نرخ اتلاف جرم برای SOA مشتق از تولوئن بالاتر بود، که به شدت در ۲۵۴ نانومتر جذب می‌شود. تشعشع در ۳۰۵ نانومتر، که بیشتر مربوط به تروپوسفر است، منجر به کاهش جرم بیشتر SOA تولید شده از آلفا - پینن و د - لیمونن شد، حتی اگر SOA مشتق از تولوئن ضریب جذب بالاتری داشت. در تمام آزمایش‌ها تابش ۳۰۵ نانومتر، نرخ اتلاف جرم اولیه بالا بود (مربوط به اتلاف جرمی کسری ۱ - ۵ % در هر ساعت)، اما بعد از ۲۴ ساعت تابش، با کسر کاهش دهنده بسیار کندتر (افت جرمی کسری ۱ % در هر ساعت)، کاهش یافت. مشاهده شد که نرخ اتلاف جرم در رطوبت نسبی بالاتر افزایش می‌یابد زیرا محصولات فتوشیمیایی فرار می‌توانند سریع‌تر از SOA منتشر شوند. تغییرات طولانی‌مدت در ترکیب شیمیایی لیمونن اوزونولیز SOA با استفاده از طیف‌سنجی جرمی یونش الکترواسپری با وضوح بالا مورد بررسی قرار گرفت و ترکیب پیچیده تری از گونه‌ها را بعد از تجزیه نوری در مقایسه با SOA اولیه نشان داد. ترکیبات در نمونه تجزیه نوری دارای میانگین وزن‌های مولکولی پایین‌تر، نسبت‌های کم‌تر H / C و نسبت‌های بالاتر O / C در مقایسه با ترکیبات در نمونه غیر نوری بودند. این آزمایش‌ها تایید می‌کنند که فتوشیمی فاز متراکم یک مکانیزم مهم پیرسازی برای SOA در طول انتقال دامنه بلند است.
ترجمه شده با

سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.