新聞動態(tài)曾建強、張艷利等-AMT：氘代內(nèi)標校正動態(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氣溶膠的重要前體物，同時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，野外一般用動態(tài)箱法才能測量單個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，同時極易與臭氧發(fā)生反應(yīng)，動態(tài)箱法測量時會面臨吸附性及反應(yīng)性損失。如何量化或校正這些損失，是野外實驗準確測量排放因子的難題。
?針對這一問題，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所王新明研究組博士后曾建強和張艷利研究員合作，提出了向動態(tài)箱內(nèi)添加氘代萜烯內(nèi)標以實現(xiàn)原位損失評估與校正的創(chuàng)新方法。研究人員在實驗室中使用了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，評估了萜烯濃度、溫度、濕度對吸附損失的影響以及臭氧對反應(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）：單萜烯組1（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）在原位測量時的內(nèi)標校正示蹤劑，但不適用于其它組。研究進一步發(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。實際測量時氘代內(nèi)標應(yīng)用比較困難，對于高活性倍半萜烯（特別是β-caryophyllene和α-humulene），將循環(huán)氣中的臭氧去除對減少損失十分重要。這些研究結(jié)果，對動態(tài)箱法準確測量萜烯排放因子具有重要啟示和指導(dǎo)意義。
?本研究受到國家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新研究群體項目、國家重點研發(fā)計劃項目、廣東省科技廳、廣州市科技局等項目的聯(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), 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. 濃度對不同萜烯回收率的影響；a到d濃度增加
圖2. 溫度對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)速率負對數(shù)的關(guān)系
