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Polycyclic Aromatic Carbon: A Key Fraction Determining the Light Absorption Properties of Methanol-Soluble Brown Carbon of Open Biomass Burning Aerosols
Environmental Science & Technology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2021-11-22 , DOI: 10.1021/acs.est.1c06460 Yue Sun 1, 2 , Jiao Tang 1 , Yangzhi Mo 1 , Xiaofei Geng 1, 3 , Guangcai Zhong 1 , Xin Yi 1, 2 , Caiqing Yan 4 , Jun Li 1 , Gan Zhang 1
Environmental Science & Technology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2021-11-22 , DOI: 10.1021/acs.est.1c06460 Yue Sun 1, 2 , Jiao Tang 1 , Yangzhi Mo 1 , Xiaofei Geng 1, 3 , Guangcai Zhong 1 , Xin Yi 1, 2 , Caiqing Yan 4 , Jun Li 1 , Gan Zhang 1
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The composition and radiative forcing of light-absorbing brown carbon (BrC) aerosol remain poorly understood. Polycyclic aromatics (PAs) are BrC chromophores with fused benzene rings. Understanding the occurrence and significance of PAs in BrC is challenging due to a lack of standards for many PAs. In this study, we quantified polycyclic aromatic carbon (PAC), defined as the carbon of fused benzene rings, based on molecular markers (benzene polycarboxylic acids, BPCAs). Open biomass burning aerosols (OBBAs) of 22 rainforest plants were successively extracted with water and methanol for the analysis of water- and methanol-soluble PAC (WPAC and MPAC, respectively). PAC is an important fraction of water- and methanol-soluble organic carbon (WSOC and MSOC, respectively). WPAC/WSOC ranged from 0.03 to 0.18, and MPAC/MSOC was even higher (range: 0.16–0.80). The priority polycyclic aromatic hydrocarbons contributed less than 1% of MPAC. The mass absorption efficiency (MAE) of MSOC showed a strong linear correlation with MPAC/MSOC (r = 0.60–0.95, p < 0.01). The absorption Ångström exponent (AAE) of methanol-soluble BrC showed a strong linear correlation with the degree of aromatic condensation of MPAC, which was described by the average number of carboxylic groups of BPCA (r = −0.79, p < 0.01). This result suggested that PAC was a key fraction determining the light absorption properties (i.e., light absorptivity and wavelength dependence) of methanol-soluble BrC in OBBAs.
中文翻译：
多环芳烃碳：决定开放生物质燃烧气溶胶甲醇可溶性棕碳吸光性能的关键部分
吸光褐碳 (BrC) 气溶胶的组成和辐射强迫仍知之甚少。多环芳烃 (PA) 是具有稠合苯环的 BrC 发色团。由于许多 PA 缺乏标准，因此了解 BrC 中 PA 的发生和重要性具有挑战性。在这项研究中，我们基于分子标记（苯多羧酸，BPCA）量化了多环芳烃碳 (PAC)，定义为稠合苯环的碳。连续用水和甲醇提取 22 种雨林植物的开放式生物质燃烧气溶胶 (OBBA)，用于分析水溶性和甲醇溶性 PAC（分别为 WPAC 和 MPAC）。PAC 是水溶性和甲醇可溶性有机碳（分别为 WSOC 和 MSOC）的重要组成部分。WPAC/WSOC 的范围从 0.03 到 0.18，而 MPAC/MSOC 甚至更高（范围：0.16–0. 80）。优先的多环芳烃对 MPAC 的贡献不足 1%。MSOC的质量吸收效率（MAE）与MPAC/MSOC呈强线性相关（r = 0.60–0.95，p < 0.01）。可溶于甲醇的 BrC 的吸收 Ångström 指数 (AAE) 与 MPAC 的芳族缩合度呈强线性相关性，这由 BPCA 的平均羧基数描述 ( r = -0.79, p < 0.01)。该结果表明，PAC 是决定 OBBA 中可溶于甲醇的 BrC 的光吸收特性（即光吸收率和波长依赖性）的关键部分。
更新日期：2021-12-07
中文翻译：
多环芳烃碳：决定开放生物质燃烧气溶胶甲醇可溶性棕碳吸光性能的关键部分
吸光褐碳 (BrC) 气溶胶的组成和辐射强迫仍知之甚少。多环芳烃 (PA) 是具有稠合苯环的 BrC 发色团。由于许多 PA 缺乏标准，因此了解 BrC 中 PA 的发生和重要性具有挑战性。在这项研究中，我们基于分子标记（苯多羧酸，BPCA）量化了多环芳烃碳 (PAC)，定义为稠合苯环的碳。连续用水和甲醇提取 22 种雨林植物的开放式生物质燃烧气溶胶 (OBBA)，用于分析水溶性和甲醇溶性 PAC（分别为 WPAC 和 MPAC）。PAC 是水溶性和甲醇可溶性有机碳（分别为 WSOC 和 MSOC）的重要组成部分。WPAC/WSOC 的范围从 0.03 到 0.18，而 MPAC/MSOC 甚至更高（范围：0.16–0. 80）。优先的多环芳烃对 MPAC 的贡献不足 1%。MSOC的质量吸收效率（MAE）与MPAC/MSOC呈强线性相关（r = 0.60–0.95，p < 0.01）。可溶于甲醇的 BrC 的吸收 Ångström 指数 (AAE) 与 MPAC 的芳族缩合度呈强线性相关性，这由 BPCA 的平均羧基数描述 ( r = -0.79, p < 0.01)。该结果表明，PAC 是决定 OBBA 中可溶于甲醇的 BrC 的光吸收特性（即光吸收率和波长依赖性）的关键部分。
京公网安备 11010802027423号