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近年来,随对大气气溶胶研究的深入,含有成千上万种有机物的有机气溶胶成为了当前大气物理化学、生物圈、气候变化等研究领域的中心问题之一。而作为有机气溶胶的重要组成部分的含脂类化合物及其同位素的研究,不论是国内还是国外,还鲜见报道。特别是对于污染较重的城市来说,它们的分子分布特征如何?单体同位素组成如何?与其他环境因素具有相关性,如季节变化、日变化的规律性、污染天和清洁天的差异性等,人们这一系列重要问题都知之甚少。 本文利用分子分布法和有机单体稳定同位素方法,对2012年1月-2013年5月期间在北京城区采集的大气气溶胶样品进行了分析。首先,利用有机萃取前处理结合质谱技术,定量分析出脂类化合物(正构烷烃、脂肪酸以及正构脂肪醇)的含量以及稳定单体C/H同位素,然后用分子分布法探讨人为与生物源分布特征、污染天和清洁天以及昼夜变化差异。此外,结合稳定单体同位素分析C/H同位素比值的季节变化以及分子分布特征,探讨了不同季节单体化合物来源的差异性,依托C同位素比值(δ13C)及H同位素比值(δD)运用质量平衡法探讨了植被端元值以及人为贡献率的分布情况。主要研究结论如下: 1.北京气溶胶中脂类化合物的浓度在春、秋、冬季高于夏季,可能与夏季较强降水有关。春、秋季的正构烷烃浓度较高(165 ngm-3,117 ngm-3),夏季较低(95 ngm-3),但三季的碳优势指数(CPI)均较高(平均CPI=3),且高分子量化合物(HMW)浓度明显高于低分子量化合物(LMW);冬季(299 ng m-3)以短链的C23烷烃最高,CPI接近于1,以LMW为主,说明了春夏秋三季主要以植被源为主,冬季主要以人为源为主;脂肪酸的浓度在秋季最高(574 ng m-3);四季均以C16∶0及C18∶0为主峰,LMW浓度是HMW的4.7倍,平均CPI值为4.7,C18∶0/C16∶0浓度比值为0.31-0.47,是生物质燃烧、烹饪、汽车尾气、植被等综合排放的结果;脂肪醇在春季的浓度最高(181 ng m-3),四季平均CPI值为5.2,以C26/C28为主峰,呈现出偶碳数优势,HMW浓度是LMW的9倍,主要是高等植被、土壤/沙尘沉降等自然源。HMWAlk浓度高的样品中,空气团多源于长距离输送条件下的西北方向,说明西北空气团可能为北京带来了较高含量的陆源标记物;HMW的相对丰度分布表明亚洲大陆可能是西太平洋陆源标记物的重要来源。 2.春夏秋和冬季的同位素组成具有差异性:冬季正构烷烃的δ13C较重(-29.4‰),δD较轻(-140‰),主要是由于西南方向的空气团所造成;正构烷烃的δD在夏季(-100‰)最重,主要是受到夏季降水的影响;正构烷烃中高分子量奇碳数化合物(HMWodd)的δD和其对应的浓度呈现较好的相关性(R2=0.7-0.9):说明了春夏秋的δD较好地反映了陆源标记物的变化特征;夏秋冬HMW脂肪酸(HMWFA)的δ13C比春季的δ13C重了2‰到4.2‰,为C3植被燃烧偏差值,揭示了脂肪酸在夏秋冬生物质燃烧来源中,C3植被信号较强;由于正构烷烃的CPI与夏季δ13C具有较好的负相关性,运用质量平衡计算模型计算了夏季植被端元的δ13C,发现δ13C出现较高的δ13C,接近于C4植被HMW范畴,揭示了在夏季C4植被输入信号增强,较高浓度的植被来源产生较高的CPI值,而C4植被的输入产生较重的δ13C。 3.正构烷烃在白天的平均浓度(262 ng m-3)低于夜晚(472 ng m-3),夜间的δ13C(-27.9‰)比白天要稍重(-28.7‰),但差异不明显。脂肪酸在白天的浓度(733ng m-3)低于夜晚(1010 ng m-3),饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的比值(Csat/Cunsat)白天为14,晚上为11,说明了白天脂肪酸的氧化速度要比晚上快。污染天气下脂类化合物的浓度(821 ng m-3)是清洁天气(122 ng m-3)下的7-8倍,污染天气下,LMW烷烃的δ13C出现明显的富集,LMW和HMWodd的δ13C出现明显的差异,说明了有新鲜的人为源信号在污染天气贡献了较多的LMW并产生了不同的δ13C。通过人为源典型标记物C23以及陆源标记物C29的相对分布发现,污染天气下的δ13C和清洁天气下的范围具有明显差异,揭示了不同的来源;然而,正构烷烃的δ13C在污染以及非污染天气下在同一个范围,但是脂肪酸在污染天气变化较大且较重,说明了脂肪酸更有潜力去探讨北京有机气溶胶的来源。