Hygroscopicity of organic surrogate compounds from biomass burning and their effect on the efflorescence of ammonium sulfate in mixed aerosol particles
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Hygroscopic growth factors of organic surrogate compounds representing biomass burning and mixed organic-inorganic aerosol particles exhibit variability during dehydration experiments depending on their chemical composition, which we observed using a hygroscopicity tandem differential mobility analyzer (HTDMA). We observed that levoglucosan and humic acid aerosol particles release water slightly in the range of 90–5 % relative humidity (RH). 4-Hydroxybenzoic acid aerosol particles, however, remain in the solid state without diameter growth and even slightly shrinking at higher RH compared to the dry size. The measurements were accompanied by RH-dependent thermodynamic equilibrium calculations using the AIOMFAC and the E-AIM models, the ZSR relation, and a fitted hygroscopicity expression. We observed several effects of organic components on the hygroscopicity behavior of mixtures containing ammonium sulfate (AS) in relation to the different mass fractions of organic compounds: (1) a shift of efflorescence relative humidity (ERH) of ammonium sulfate to higher RH due to the presence of 25 wt % levoglucosan in the mixture. (2) There is a distinct efflorescence transition at 25 % RH for mixtures consisting of 25 wt % of 4-hydroxybenzoic acid compared to the ERH at 35 % for organic-free AS particles. (3) There is indication for a liquid-to-solid phase transition of 4-hydroxybenzoic acid in the mixed particles during dehydration. (4) A humic acid component shows no significant effect on the efflorescence of AS in mixed aerosol particles. In addition, relatively good measurement-model agreement in the case of the AIOMFAC and E-AIM models is mainly due to composition-dependent consideration of crystallization of AS in the model prediction. The use of the ZSR relation leads to good agreement with measured diameter growth factors of aerosol particles containing humic acid and ammonium sulfate. A similarity of the hygroscopicity parameter ĸ for organic surrogate compounds mixed with ammonium sulfate for different mass fractions during the different seasonal periods in the Amazon is observed. The RH-dependent hygroscopicity parameter ĸ measured at sub-saturated is consistent with kappa values for observations in the central Amazon Basin at the same environment, which suggests the similar O : C ratios and ammonium sulfate mass fraction in the laboratory and field observation conditions.
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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