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黑碳(BC)颗粒物在大气环境中有改变气候特征、降低能见度、影响大气化学反应进程、危害人体健康等效应。黑碳的老化不仅能导致大气组成的改变，而且黑碳自身形貌、结构和化学特性也会发生变化，进而影响黑碳的环境和健康效应。目前关于黑碳老化过程的物化特性与毒性效应缺乏深入分析。 论文模拟制备了三种老化黑碳颗粒物:O3老化的黑碳颗粒物、硫酸盐老化的黑碳颗粒物、氧化的多环芳烃（OPAH，这里指1,4-萘醌（1,4-NQ））老化的黑碳颗粒物。利用透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、漫反射红外傅里叶变换光谱仪(DRIFTS)、紫外可见光谱(UV-Vis)、电子自旋共振(ESR)等表征了老化前后黑碳颗粒物的物化特性;采用二硫苏糖醇(DTT)法测试了颗粒物的化学氧化潜势;采用DRIFTS考察了O3老化的黑碳颗粒物对于SO2气体的非均相氧化摄取;采用四甲基偶氮唑盐(MTT)法测定了颗粒物对于小鼠腹腔巨噬细胞的致死率。主要研究结果有: (1)臭氧老化的黑碳表面氧含量如羰基、羧基等基团增多，黑碳由非极性向极性和酸性转变，亲水性增强，有更高的水溶性有机碳(WSOC)含量和更强的自由基信号。氧化性官能团导致黑碳体现了更高的DTT氧化潜势。且老化前后的黑碳颗粒的大部分DTT活性都是由颗粒相上不溶性成分贡献的，水或有机提取液成分贡献较小。对不同种类来源碳质颗粒物的DTT活性进行了比较。 (2)臭氧老化的黑碳颗粒相比新鲜的黑碳对SO2有更强的氧化摄取能力。黑碳颗粒物在经历了O3氧化和SO2还原的过程中，其DTT活性呈现出先增高后降低的特点。臭氧老化颗粒上形成的的氧化活性物种对SO2的氧化起着重要的作用。 (3)通过DTT方法比较三种不同老化黑碳颗粒物的氧化潜势大小顺序为:BC/OPAH＞BC/O3＞BC＞BC/SO42-。PAH的老化使BC颗粒自身、水溶性部分和有机物部分的氧化潜势都显著增强;而单独硫酸盐的氧化潜势很低，导致BC/SO42-的氧化潜势比等质量的BC明显降低。DTT活性与WSOC含量和自由基强度都有正相关关系，且与WSOC含量的相关性更强。 (4)通过MTT方法测定三种不同老化黑碳颗粒物的细胞毒性大小顺序为:B C/OPAH＞BC/O3＞BC＞BC/SO42-，与DTT法测定的氧化潜势趋势一致。1,4-NQ能引起很高的氧化潜势和细胞毒性，而硫酸盐几乎不具有氧化潜势和细胞毒性。