多环芳烃化合物在 O3 辐射下的稳定性实验

多环芳烃化合物在 O3 辐射下的稳定性实验

• 评估了多环芳族化合物 (PAC) 在 PUF 盘上的稳定性。
• 流量管室用于模拟暴露于 O3 的 2 个月。
• 在低相对湿度 (RH) 下，多环芳烃会发生一些降解。
• 大多数 PAC 在 50% RH 下暴露于 O3 时是稳定的。
• PUF 圆盘采样器经验证可用于在典型条件下测量空气中的 PAC。

        在流管中研究了暴露于 O3 时聚氨酯泡沫 (PUF) 盘中多环芳族化合物 (PAC) 的稳定性。通过在 PUF 盘上加入 PAC 并暴露于 O3 中，评估了范围广泛的 PAC，该 O3 的浓度相当于暴露两个月，这是这些被动空气采样器的典型部署期。应用 0% 和 50% 相对湿度 (RH) 的环境浓度 O3 (~50 ppb)。在 0% RH 下，68 个 PAC 中有 23 个在暴露后损失超过 50%。苝和 9,10-二甲基蒽分别是反应性很强的多环芳烃 (PAH) 和烷基化 PAH，平均损失百分比为 30%。在 50% RH 下，77% 的研究 PAC 在 O3 暴露时是稳定的（PACexposed/PACunexposed > 0.7）。平均损失百分比为 17%，68 个 PAC 中只有 7 个损失超过 50%。一般来说，除了反应性多环芳烃（苊、2,3-二甲基蒽、9,10-二甲基蒽、二苯并噻吩和 2-甲基二苯并噻吩）表现出较低的 RH 依赖性外，大多数 PAC 的反应性在较高的 RH 下降低。本研究中的实验条件代表了吸附到 PUF 上的 PAC 稳定性的很坏情况。实际上，环境空气中 PAC 的采样代表了 PAC 的“老化”组件，其中很活泼的物种已经部分去除。此外，环境空气中的 PAC 将在不同程度上与颗粒相相关，这将有助于提高其稳定性。因此，在常规操作条件下，经过 2 个月的暴露，我们预计使用 PUF 盘式被动采样器测量空气中 PAC 总浓度的误差很小。

      本研究的目的是评估与 PUF 盘相关的 PAC 在 O3 暴露时的稳定性。研究的 PACs 包括许多烷基化 PACs，它们对 O3 的反应很少被报道。流管反应器用于模拟空气采样条件，其中 PUF 圆盘暴露于 O3 的浓度和持续时间大约相当于将 PUF 暴露于环境 O3 浓度（~50 ppb）两个月，这是这些被动式的典型部署期。取样器。据我们所知，这是第一个评估 PUF 型被动空气采样器中 PAC 稳定性的实验室研究。这项研究的结果不仅与使用 PUF 和其他基质的被动空气采样相关，而且与主动空气采样研究相关，其中用于收集气相化合物的 PUF 暴露于氧化剂。

        该装置由三个输送的气流组成进入流量管： (1) 由臭氧发生器产生的 O3， (2) 用于稀释的零空气由零产生空气源（AADCO 737 型），以及 (3) 由将零空气通过装有去离子的洗气瓶水。 O3 浓度由臭氧分析仪监测(Model 205, 2B Technologies, CO)。一个探针被用来测量流管室中混合物的相对湿度 (RH)。这PUF 暴露约 4.5 小时，平均 O3 浓度为~40 ppm（总流量为 11 LPM）和 ~14 ppm（总流量为 4 LPM）在分别为 0% RH 和 50% RH。在 0% RH 和 50%RH一式三份进行。在这两种情况下，总 O3 浓度大约相当于将 PUF 暴露在两个月的环境 O3 浓度约为 50 ppb。干净的空白过滤器也放置在流量管中并暴露于 O3 约 4.5 小时测试背景污染。结果表明，有流量管系统中没有明显的 PAC 污染或实验室。

        结果表明被动 PUF 圆盘采样器能够准确反映空气中的 PAC 浓度；然而，反应性 PAC（苊、2,3-二甲基蒽、9,10-二甲基蒽、二苯并噻吩和 2-甲基二苯并噻吩）浓度应谨慎解释。尽管已经表明 O3 是颗粒结合 PAC 异相反应的有效氧化剂（Jariyasopit 等，2014），但还应注意的是，在现实世界环境中，O3 和其他大气氧化剂（例如 OH自由基、NO3 自由基、NO2、N2O5）​​会使与 PUF 盘相关的 PAC 的降解反应复杂化。此外，这些实验基于非均相反应动力学与 O3 浓度呈线性的假设。在环境条件下可能会偏离线性。将来，进行类似的研究以评估使用 PUF 圆盘采样器经常收集的其他优先化学品的稳定性，并考虑不同浓度和暴露时间下的不同氧化剂类型将是有用的。

       该实验在国内高校已有开展，使用的臭氧发生器为UV-M2紫外型，臭氧浓度范围为50-1500ppm。