应用金属与水溶性有机物模拟大气颗粒物自由基生成的研究

大气颗粒物中的水溶性有机物(WSOC)、金属均是对自由基有显著贡献的组分,但其生成机制还未明晰.本文利用电子顺磁共振波谱仪(EPR),结合自由基捕获(BMPO、DMPO)技术,模拟WSOC与金属离子相互作用对自由基生成的影响.结果表明:4种典型WSOC(水杨酸、丙二酸、邻苯二甲酸、邻苯二酚)标样溶液与Fe^(2+)、Fe^(3+)反应的EPR信号能较好地吻合大气PM_(2.5)的BMPO提取液与Fe^(2+)、Fe^(3+)反应生成的自由基信号.进一步拟合液相反应的EPR信号发现,Fe^(2+)与WSOC反应生成烷基类或芳香类自由基,而Fe^(3+)则促进羟基自由基、烷氧自由基、氢过氧自由基、烷基自由基等生成,说明Fe^(2+)、Fe^(3+)与WSOC反应生成自由基的机制不同.利用负载Fe的矿质模型颗粒物与邻苯二酚类物质进行液固反应生成了持久性自由基(EPFRs),再加入DMPO后却未检测到瞬时自由基.研究显示,游离态Fe能与WSOC生成瞬时自由基,非游离态Fe可与WSOC中的邻苯二酚生成稳定的EPFRs,且邻苯二酚取代基的给电子能力越强,EPFRs越容易生成,但其无法转化为瞬时自由基.