大气中挥发性有机硫化合物的高时间分辨率在线观测

摘要

挥发性有机硫化合物(Volatile organic sulfur compounds,VOSCs)及其在大气中的氧化产物是大气中硫酸盐气溶胶及云凝结核的重要来源,对硫的生物地球化学循环、全球气候变化乃至酸雨形成均有重要影响,同时这些VOSCs也是微环境和一些排放源要关注的恶臭物质.对于VOSCs，当前广泛采用的离线采样分析方法，不仅时间分辨率较低，而且由于很多VOSCs活性强，导致采样和分析过程中产生损失，这给实时准确反映VOSCs的浓度变化和大气环境过程造成困难，也给深入认识大气中VOSCs时空分布特征以及源汇格局带来很大的不确定性。质子转移反应飞行时间质谱仪(PTR-TOF-MS)具有时间分辨率高、灵敏度高且无需样品预处理等优点，本研究在广州市利用PTR-TOF-MS对大气中的VOSCs（包括二甲硫、羰基硫、甲硫醇、二硫化碳、二甲二硫）进行了在线测量，以2016年1月和7月为典型时段分析了VOSCs各组分的连续变化趋势。研究发现：广州夏季（7月）和冬季（1月）VOSCs的平均浓度分别为2.3±0.87和2.1±0.62 ppbv，与北京相比高出了80-90%，相对于对流层大气中的平均浓度550 pptv则高出了三倍。羰基硫(Carbonyl sulfide，COS)是VOSCs最主要的成分，在夏季和冬季分别为占总量的72%和87%。VOSCs在大气中的分布具有比较明显的季节和日变化特征，指示出自然因素和人类活动均对其造成影响。广州大气中VOSCs和二氧化硫浓度的比值达到0.63，同时VOSCs对硫的贡献己达到40.3%。因此在二氧化硫排放控制日趋严格的前提下，VOSCs对大气硫的贡献己不可忽略。