颗粒相活性氧物质(ROS)在多换芳烃(PAHs)非均相反应过程中的含量及其影响因素研究

There have been a number of studies that have investigated the heterogeneous reaction of surface-bound polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) with atmospheric oxidants.However,our understandings of their kinetics, molecular mechanisms, and adverse health effects are still incomplete.Recent studies suggested that reactive oxygen species (ROS) can be generated during the processes of heterogeneous reaction and play a key role in the chemical transformation.In addition, ROS, as a media, can bridge the gap from atmospheric particles pollution to health outcomes.However, neither the concentration and composition, nor the influencing factors of ROS during the heterogeneous reaction processes have been well addressed. In this study, the production of ROS from the heterogeneous reaction of aerosol-associated PAHs with O3, NO2,OH and NO3 radicals will be measured.The relationships between ROS concentration,reaction kinetics parameters,yeilds of reaction products,substrates,temperature and humidity will be analyzed to understand effect factors of ROS production.This research will enable us to gain insight on the kinetics,molecular mechanisms, and adverse health effect of heterogeneous reaction.

多环芳烃（PAHs）气溶胶与大气氧化剂的非均相反应过程是其在大气中的主要迁移、转化途径，但对此过程的反应机理、动力学机制和环境健康影响仍不清楚。而此过程中生成的活性氧物质（ROS）反应中间体或产物，不仅与非均相反应的物理、化学过程密切相关，还可以直接反映此过程的环境健康效应，因此，测定非均相反应过程中的ROS及其影响因素，为进一步探索PAHs气溶胶非均相反应的化学机理和动力学机制提供理论依据，也为研究大气颗粒物非均相反应的环境健康效应提供基础数据。然而，以往有关非均相反应的研究很少涉及到ROS。因此，本课题研究大气中6种典型PAHs在不同基质、不同温度和湿度条件下的非均相反应，测定这些反应中颗粒相ROS的浓度，并与反应动力学参数、反应产物信息相关联，确定影响颗粒相ROS浓度变化的关键因素，探索不同PAHs非均相反应的动力学和化学机制。

多环芳烃 (PAHs) 气溶胶与大气氧化剂的非均相反应过程，是其在大气中的主要迁移、转化途径之一，但对此过程的反应机理、动力学机制和环境健康影响仍不清楚。而此过程中生成的活性氧物质（ROS）反应中间体或产物，不仅与非均相反应的物理、化学过程密切相关，还可以直接反映此过程的环境健康效应。因此，本项目重点关注非均相反应过程中ROS这一重要参数。首先，重点研究了以2’,7’-dichlorofluorescein（DCFH）荧光法为基础的ROS测定方法。对缓冲溶液的pH值、试剂量配比、反应液的稳定性、反应温度、反应时间、线性范围以及样品提取方式等实验参数进行了优化，使之最大程度的满足分析的要求。根据实验优化的结果，设计开发了一套能够同时获取气态和颗粒态ROS浓度数据的大气ROS在线捕集与检测系统（GAC-ROS）。并在电路负载、软件兼容性、DCFH的自氧化程度等方面对GAC-ROS系统进行了优化，并对仪器的传输效率、检出限、在线标定与离线标定的一致性以及在线测量相比于离线测量的优越性等进行了测试和评价，同时利用该仪器进行了外场实际观测，丰富了对大气中ROS的认识，这为进一步正确测定ROS的含量提供技术支撑。另外一方面，改进了烟雾箱和流动管反应实验装置，设计了大气NO3自由基的生成装置，研究了蒽与臭氧、蒽与臭氧/一氧化氮、三亚苯与硝基自由基的大气化学反应过程，对反应过程中的化学产物、动力学信息和ROS的浓度进行了测量，探索了相关的动力学机制、化学机理、以及与ROS浓度之间的关系。