研究揭示有机硫酸酯气溶胶吸湿性

中国科学院广州地球化学研究所彭超博士在研究员唐明金的指导下，与美国马里兰大学、中国科学院化学研究所、中国科学院地球环境研究所等单位合作，研究揭示了有机硫酸酯气溶胶的吸湿性。相关研究5月10日发表于《大气物理与化学》期刊。

有机硫酸酯是一类重要的二次有机气溶胶，其质量浓度最高可达有机气溶胶的30%左右，具有不可忽视的环境和气候效应。然而，目前关于有机硫酸酯气溶胶吸湿性及云凝结核活性的科学认识还非常有限。

为进一步认识有机硫酸酯气溶胶的吸湿性，研究人员使用蒸汽吸附分析仪、吸湿性串级差分电迁移率分析仪、云凝结核计数仪等设备，系统研究了11种代表性有机硫酸酯的吸湿性和云凝结核活性。

研究发现，不同样品的吸湿性存在着很大的差异：甲基、乙基、辛基和羟基丙酮硫酸酯具有较强的吸湿性，而十二烷基硫酸酯及六种芳香烃类硫酸酯在相对湿度为90%时仍未表现出显著的吸湿增长。对于甲基、乙基及辛基硫酸酯，其吸湿性及云凝结核活性均随着碳链长度的增加而减小，表明憎水性碳氢官能团的增加将显著降低有机硫酸酯的吸湿性。

基于实验测量的吸湿增长因子和云凝结核活性数据，研究人员计算了甲基、乙基及辛基硫酸酯在亚饱和（相对湿度小于100%）与过饱和（相对湿度大于100%）条件下的吸湿性参数κ值。对于甲基和乙基硫酸酯，两种条件下得到的κ值非常吻合，相对差异小于25%；而对于辛基硫酸酯，过饱和条件下得到的κ值是亚饱和条件下的2.4倍。

通过进一步研究发现，亚饱和条件下溶解度的限制以及液滴表面张力的降低是辛基硫酸酯吸湿性参数在亚饱和与过饱和条件下存在较大差异的主要原因。

相关论文信息：https://doi.org/10.5194/acp-21-7135-2021