Abstract

A study was conducted to compare two methods for analysis of functional groups in secondary organic aerosol (SOA) generated in the laboratory and organic aerosol collected in the Southeastern Oxidants and Aerosol Study (SOAS). Although not as widely used as molecular and elemental analysis, functional group analysis of filter samples provides chemically specific information that can be used to characterize organic aerosol sources, mechanisms of formation, and physical-chemical properties. Here, we compared measurements made using Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy, the most widely used method of functional group analysis, with those made using derivatization-spectrophotometric methods. When used to analyze SOA generated from a series of environmental chamber reactions, the methods agreed quite well when results were assigned to four groups: (1) functional groups that contain an O–H bond; (2) non-acid functional groups containing a C = O moiety; (3) organonitrate groups; and (4) alkane groups. Overall, the agreement between the two methods indicates that either is adequate for measuring the functional group composition of SOA. While the derivitization-spectrophotometric methods offer more specificity, they also require more time and aerosol mass for sample analysis than the FTIR methods. It was also shown that functional group signatures obtained from SOA generated in environmental chambers can potentially be used to gain insight into oxidation and particle-phase reactions responsible for SOA formation in field samples.

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摘要

进行了一项研究，以比较实验室产生的二次有机气溶胶 (SOA) 和东南氧化剂和气溶胶研究 (SOAS) 中收集的有机气溶胶中官能团的两种分析方法。虽然不像分子和元素分析那样广泛使用，但过滤器样品的官能团分析提供了化学特异性信息，可用于表征有机气溶胶来源、形成机制和物理化学特性。在这里，我们比较了使用傅里叶变换红外 (FTIR) 光谱法（最广泛使用的官能团分析方法）与使用衍生化分光光度法进行的测量。当用于分析由一系列环境室反应生成的 SOA 时，当结果被分配到四组时，这些方法非常一致：(1) 包含 O-H 键的官能团；(2) 含有一个 C = O 部分的非酸性官能团；(3) 有机硝酸酯基团；(4) 烷烃基团。总的来说，这两种方法之间的一致性表明，任何一种方法都足以测量 SOA 的功能组组成。虽然衍生化分光光度法提供了更高的特异性，但与 FTIR 方法相比，它们也需要更多的时间和气溶胶质量来进行样品分析。还表明，从环境室中产生的 SOA 中获得的官能团特征可潜在地用于深入了解导致现场样品中 SOA 形成的氧化和粒子相反应。(2) 含有一个 C = O 部分的非酸性官能团；(3) 有机硝酸酯基团；(4) 烷烃基团。总的来说，这两种方法之间的一致性表明，任何一种方法都足以测量 SOA 的功能组组成。虽然衍生化分光光度法提供了更高的特异性，但与 FTIR 方法相比，它们也需要更多的时间和气溶胶质量来进行样品分析。还表明，从环境室中产生的 SOA 中获得的官能团特征可潜在地用于深入了解导致现场样品中 SOA 形成的氧化和粒子相反应。(2) 含有一个 C = O 部分的非酸性官能团；(3) 有机硝酸酯基团；(4) 烷烃基团。总的来说，这两种方法之间的一致性表明，任何一种方法都足以测量 SOA 的功能组组成。虽然衍生化分光光度法提供了更高的特异性，但与 FTIR 方法相比，它们也需要更多的时间和气溶胶质量来进行样品分析。还表明，从环境室中产生的 SOA 中获得的官能团特征可潜在地用于深入了解导致现场样品中 SOA 形成的氧化和粒子相反应。虽然衍生化分光光度法提供了更高的特异性，但与 FTIR 方法相比，它们也需要更多的时间和气溶胶质量来进行样品分析。还表明，从环境室中产生的 SOA 中获得的官能团特征可潜在地用于深入了解导致现场样品中 SOA 形成的氧化和粒子相反应。虽然衍生化分光光度法提供了更高的特异性，但与 FTIR 方法相比，它们也需要更多的时间和气溶胶质量来进行样品分析。还表明，从环境室中产生的 SOA 中获得的官能团特征可潜在地用于深入了解导致现场样品中 SOA 形成的氧化和粒子相反应。

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