20世纪90年代初,研究人员首次调查了氮氧化物(NOx)在生物挥发性有机化合物(VOC)二次有机气溶胶(SOA)形成中的作用。他们发现,NOx与有机过氧基自由基(RO2)反应,形成有机硝酸酯,这是SOA中含氮官能团形成的重要途径。当VOC相对于NOx的比值较高时,会有更多的RO2自由基形成,增加有机硝酸酯的生成,进而促进SOA的形成。需要指出的是,SOA的形成过程非常复杂,涉及多种化学反应和环境条件,目前对SOA形成机制和影响因素的研究仍在不断进展中。
最近的一项研究针对α-蒎烯的臭氧分解进行了实验。研究人员在室内环境中进行了实验,在初始低NOx条件下发现,α-蒎烯的臭氧分解产生的第一代产物在暴露于其他氧化剂时具有中等到低的SOA形成潜力。实验中通过分析样本,研究人员发现了产生的有机硝酸酯官能团及其与其他化合物的反应。
实验中的研究方法非常细致,保证了实验环境的清洁和受控,从而提高了数据的准确性和可靠性。研究人员使用了一系列过滤器来净化空气,确保室内环境的低NOx条件。通过控制臭氧分解和引入OH自由基,研究人员模拟了有机化合物的大气老化过程。通过使用高分辨率气溶胶质谱仪进行分析,研究人员能够得到关于气溶胶元素组成的详细信息。
数据分析结果显示,在高初始NOx条件下,臭氧分解产生的第一代SOA质量浓度约为1.4 μg m^-3,第二代SOA质量浓度约增加了25%。此外,研究人员还发现,OH暴露时间和SOA质量浓度之间存在一定的关系,随着OH暴露时间的增加,SOA质量浓度也增加。通过对实验数据进行分析,研究人员得出结论,高NOx水平会增强氧化过程和有机硝酸酯的形成,对观测到的SOA质量有很大的贡献。
通过这项研究,我们对有机气溶胶的形成过程和影响因素有了更深入的了解。然而,SOA的形成机制仍然非常复杂,还需要进一步的研究来揭示其中的细节和机理。对这一领域的研究将有助于我们更好地理解大气污染和气候变化等问题。