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前沿报道︱上海市环境科学研究院：基于反应性有机物近全组分表征技术发现居民燃烧反应性有机物排放存在明显低估

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2023.7.17

近期，上海市环科院大气重点实验室针对反应性有机物近全组分表征这一关键技术难题，以居民燃烧源为例开展深入研究，研究成果“Measurement report: Underestimated reactive organic gases from residential combustion: insights from a near-complete speciation”在《Atmospheric Chemistry and Physics》期刊发表。

居民燃烧产生的反应性有机物（Reactive organic gases, ROGs）排放对全球 ROGs具有重要贡献，由于ROGs化学组成复杂性导致其定性定量仍存在巨大挑战。已有研究表明H3O+ PTR-ToF-MS能够覆盖基于大量测量技术综合表征的500多种ROGs物种的50%-79%，是目前较为适合测量宽挥发性区间和极性组分的技术。该研究首先通过读取和量化H3O+ PTR-ToF-MS测量的所有信号，并使用 GC-MS/FID 和 NO+ PTR-ToF- MS 补充 C2-C22 脂肪烃及同分异构体的测量，建立了ROGs近全组分表征方法，分别从定性、定量、仪器间交叉比对、不确定性分析到数据融合等5项处理过程制定了详细规则和方法步骤。基于建立的ROGs近全组分表征方法，该研究对中国农村居民真实燃烧产生的 ROG 排放进行了全面表征，共计1049个组分。其中定量识别了125种组分，约占总ROG 质量的90%。研究结果表明，考虑到新识别定量的55 种组分，即含氧组分、≥C8碳氢化合物和含氮组分，居民用煤和生物质燃烧的ROG排放量分别被低估了44.3%±11.8%和22.7%±3.9%，二次有机气溶胶形成势（SOAP）的低估程度进一步增加，分别为70.3%±1.6%和 89.2%±1.0%，排放的ROGs羟基自由基反应活性（OHR）也被显著低估。该研究为大气中 ROGs 的近全组分表征提供了一种可行的方法，并强调了从居民排放以及其他源中获得 ROGs的近全组分排放特征的重要性。

图1 测量的物种数量及组成

图2 单位质量ROGs排放的OH反应性

和二次有机气溶胶生成潜势组成

该研究获国家自然科学基金（42175135）、国家重点研发计划（2022YFE0136200）和上海市科学技术委员会（20ZR1447800）等项目资助。市环科院大气重点实验室高雅琴工程师为该论文第一作者，王红丽高工和黄成主任为本文通讯作者。

参考文献：

Gao, Y., Wang, H., Yuan, L., Jing, S., Yuan, B., Shen, G., Zhu, L., Koss, A., Li, Y., Wang, Q., Huang, D. D., Zhu, S., Tao, S., Lou, S., and Huang, C.: Measurement report: Underestimated reactive organic gases from residential combustion: insights from a near-complete speciation, Atmos. Chem. Phys., 2023, 23, 6633–6646, https://doi.org/10.5194/acp-23-6633-2023.

（全文完）

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