1 引 言
2 海洋有机气溶胶研究概况
3 海洋有机气溶胶的研究方法和关键问题
3.1 观测研究
表1 海洋有机气溶胶的观测研究Table 1 Observation studies on Marine Organic Aerosols (MOA) |
观测站点/海域 | 采样时间 | 测量仪器 | 主要研究内容 | 参考文献 |
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Mace Head站点 | 2009—2011年 | 扫描电迁移率粒径谱仪(SMPS)、吸湿性串联差分电迁移率粒径分析仪(HTDMA)和气溶胶质谱仪(AMS) | MOA粒径分布 组分和吸湿性 | [26,29-30] |
CVAO站点 | 2017年9~10月 | 高效阴离子交换色谱串联安培检测、超高效液相色谱结合电喷雾静电场轨道阱质谱(UHPLC-Orbitrap MS)和火焰离子检测器 | 碳水化合物 氨基酸 脂质 | [19] |
2007—2011年 | 离子色谱 | 乙二酸 | [31] | |
花鸟岛站点 | 2019年春、夏、秋、冬 | 紫外—可见分光光度计 同位素质谱仪 | 棕色碳 | [21] |
总有机碳/总氮分析仪 离子色谱 | 水溶性有机氮 | [22] | ||
东亚陆架海 | 2021年5~6月 | 离子色谱 | 低分子量有机胺 | [32] |
2019年12月 | 在线离子色谱 | 有机胺 | [33] | |
2023年4~5月 | 紫外—可见分光光度计 荧光分光光度计 | MOA光学性质 | [34] | |
2018年3~4月 | 气相色谱—质谱联用仪(GC-MS) 热脱附GC-MS | 有机分子示踪物 | [35] | |
2019年春、夏、秋、冬 | UHPLC-Orbitrap MS | 生物源有机硫酸酯 | [36] | |
大西洋 | 2017年5~6月 | 飞行时间气溶胶化学分析仪(ToF-ACSM) | MOA化学组成类别 | [37] |
2015年11月、2016年5月、2017年9月和2018年4月 | 离线热脱附化学电离质谱(TD-CIMS) | 有机分子组成 | [38] | |
2011—2012年春、秋 | HTDMA 高分辨率飞行时间气溶胶质谱仪(HR-ToF-AMS) | MOA吸湿性 MOA化学组成类别 | [39] | |
太平洋 | 1992年9~10月 | GC-MS | 羟基脂肪酸 | [40] |
2014年3~4月和2015年3~5月 | 离子色谱、荧光检测器 | 水溶性有机氮 | [41] | |
2002年9~10月和2004年3月 | 离子色谱、总有机碳/总氮分析仪 | 水溶性有机氮 | [42] | |
2014年3~4月 | GC-MS | 有机分子示踪物 | [43] | |
2014年3~4月 | 在线离子色谱 | 有机胺 | [44] | |
2015年4~5月 | 超高效傅里叶变换离子回旋共振质谱(FTICR MS) | 水溶性MOA分子组成 | [45] | |
2014年3~4月和2016年3~4月 | 荧光显微镜 | 生物气溶胶 | [46] | |
南大洋 | 2017年11月至2018年2月 | 在线离子色谱 单颗粒气溶胶质谱仪(SP-AMS) | 甲磺酸 | [47] |
北冰洋 | 2017年8~9月 | 高效液相色谱 紫外—可见分光光度计 荧光分光光度计 | 一次MOA的光学性质 | [48] |
图1 海洋有机气溶胶的走航观测和模拟研究(a)“东方红3”科考船西北太平洋走航观测;(b)Polarstern科考船大西洋走航观测;(c)美国航空航天局全球飞机航测;(d)海洋飞沫气溶胶(SSA)实验室模拟装置;(e)波浪水槽式SSA实验室模拟装置;(f)海扫—鼓泡式SSA走航模拟装置;(g)SSA船基模拟装置[9,50-54]。 Fig. 1 Investigation of marine organic aerosols via cruise observation and laboratory simulation experiments (a) R/V “Dongfanghong 3” over the northwest Pacific Ocean; (b) R/VPolarstern over the Atlantic Ocean; (c) The National Aeronautics and Space Administration (NASA) global airborne campaign, named Atmospheric Tomography (ATom) mission; (d) Laboratory Sea Spray Aerosol (SSA) simulation tank using diffuser and plunging jet; (e) Laboratory SSA simulation using a wave channel; (f) Sea Sweep-SSA simulation using diffusers; (g) Onboard SSA simulation[9,50-54]. |
3.2 实验室模拟研究
3.3 模式研究
4 海洋有机气溶胶的时空分布和组成特征
4.1 海洋有机气溶胶的时空分布
4.2 海洋有机气溶胶光学特性
4.3 海洋有机气溶胶的分子组成
表2 海洋有机气溶胶的分子组成和主要特征Table 2 Molecular compositions and characteristics of Marine Organic Aerosols (MOA) |
有机类别 | 特征 | 参考文献 |
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MOA分子组成 | 高氮、低O/C值的类肽组分特征;饱和程度高;氧化程度较低 | [41-42,95,114] |
MOA有机类别或官能团 | 含氮MOA和氧化态MOA;羟基、烷烃、羧酸和有机胺类;含氮多环芳烃;碳水化合物 | [9,39,45,49,95,105,115] |
已被定量的MOA有机分子 | 甲磺酸(MSA);脂肪酸、多环芳烃、脂类、糖类;等有机分子标志物;异戊二烯/单萜烯-SOA示踪物;氨基酸和尿素;低分子量有机胺;有机硫酸酯 | [33,36,57,59,61,72,116] |
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