Abstract. PM1 (particulate matter with an aerodynamic diameter <1 μm) non-refractory components and black carbon were measured continuously together with additional air quality and atmospheric parameters at an urban background site in Barcelona, Spain, during March 2009 (campaign DAURE, Determination of the sources of atmospheric Aerosols in Urban and Rural Environments in the western Mediterranean). Positive matrix factorization (PMF) was conducted on the organic aerosol (OA) data matrix measured by an aerosol mass spectrometer, on both unit mass (UMR) and high resolution (HR) data. Five factors or sources could be identified: LV-OOA (low-volatility oxygenated OA), related to regional, aged secondary OA; SV-OOA (semi-volatile oxygenated OA), a fresher oxygenated OA; HOA (hydrocarbon-like OA, related to traffic emissions); BBOA (biomass burning OA) from domestic heating or agricultural biomass burning activities; and COA (cooking OA). LV-OOA contributed 28% to OA, SV-OOA 27%, COA 17%, HOA 16%, and BBOA 11%. The COA HR spectrum contained substantial signal from oxygenated ions (O:C: 0.21) whereas the HR HOA spectrum had almost exclusively contributions from chemically reduced ions (O:C: 0.03). If we assume that the carbon in HOA is fossil while that in COA and BBOA is modern, primary OA in Barcelona contains a surprisingly high fraction (59%) of non-fossil carbon. This paper presents a method for estimating cooking organic aerosol in ambient datasets based on the fractions of organic mass fragments at m/z 55 and 57: their data points fall into a V-shape in a scatter plot, with strongly influenced HOA data aligned to the right arm and strongly influenced COA data points aligned to the left arm. HR data show that this differentiation is mainly driven by the oxygen-containing ions C3H3O+ and C3H5O+, even though their contributions to m/z 55 and 57 are low compared to the reduced ions C4H7+ and C4H9+. A simple estimation method based on the markers m/z 55, 57, and 44 is developed here and allows for a first-order-estimation of COA in urban air. This study emphasizes the importance of cooking activities for ambient air quality and confirms the importance of chemical composition measurements with a high mass and time resolution.

Speciated particle-phase organic nitrates (pONs) were quantified using online chemical ionization MS during June and July of 2013 in rural Alabama as part of the Southern Oxidant and Aerosol Study. A large fraction of pONs is highly functionalized, possessing between six and eight oxygen atoms within each carbon number group, and is not the common first generation alkyl nitrates previously reported. Using calibrations for isoprene hydroxynitrates and the measured molecular compositions, we estimate that pONs account for 3% and 8% of total submicrometer organic aerosol mass, on average, during the day and night, respectively. Each of the isoprene- and monoterpenes-derived groups exhibited a strong diel trend consistent with the emission patterns of likely biogenic hydrocarbon precursors. An observationally constrained diel box model can replicate the observed pON assuming that pONs (i) are produced in the gas phase and rapidly establish gas-particle equilibrium and (ii) have a short particle-phase lifetime (∼2-4 h). Such dynamic behavior has significant implications for the production and phase partitioning of pONs, organic aerosol mass, and reactive nitrogen speciation in a forested environment.

Emissions of volatile organic compounds (VOCs) have multiple atmospheric implications and play many roles in plant physiology and ecology. Among these VOCs, growing interest is being devoted to a group of short-chain oxygenated VOCs (oxVOCs). Technology improvements such as proton transfer reaction-mass spectrometry are facilitating the study of these hydrocarbons and new data regarding these compounds is continuously appearing. Here we review current knowledge of the emissions of these oxVOCs by plants and the factors that control them, and also provide an overview of sources, sinks, and concentrations found in the atmosphere. The oxVOCs reviewed here are formic and acetic acids, acetone, formaldehyde, acetaldehyde, methanol, and ethanol. In general, because of their water solubility (low gas–liquid partitioning coefficient), the plant-atmosphere exchange is stomatal-dependent, although it can also take place via the cuticle. This exchange is also determined by atmospheric mixing ratios. These compounds have relatively long atmospheric half-lives and reach considerable concentrations in the atmosphere in the range of ppbv. Likewise, under non-stressed conditions plants can emit all of these oxVOCs together at fluxes ranging from 0.2 up to 4.8 μg(C)g−1(leaf dry weight)h−1 and at rates that increase several-fold when under stress. Gaps in our knowledge regarding the processes involved in the synthesis, emission, uptake, and atmospheric reactivity of oxVOCs precludes the clarification of exactly what is conditioning plant-atmosphere exchange—and also when, how, and why this occurs—and these lacunae therefore warrant further research in this field.

Abstract. BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, and m-xylene,p-xylene, and o-xylene) are significant urban air pollutants. This study examines BTEX variability across 7 European countries using data from 22 monitoring sites in different urban settings (urban background, traffic, industry, and suburban background). Results indicate that the relative abundance of BTEX in urban areas follows the order toluene > benzene > m,p-xylene > o-xylene > ethylbenzene, with median mixing ratios of 266 ± 152, 163 ± 74, 129 ± 88, 53 ± 35, and 45 ± 27 ppt during the years 2017–2022, respectively. Seasonal trends show benzene had similar median concentrations across urban background, traffic, and industrial sites, indicating mixed sources. Toluene levels were highest in traffic and industrial areas, highlighting road traffic and industrial emissions. Ethylbenzene and xylenes showed equivalent levels in traffic and industrial areas but were lower in urban backgrounds. Peak BTEX levels occurred during morning and evening rush hours, linked to traffic, heating, and atmospheric stagnation. B/T ratios ranged from 0.29 ± 0.11 to 1.35 ± 0.95, and X/E ratios ranged from 1.75 ± 0.91 to 3.68 ± 0.30, indicating primary pollution from local traffic, followed by solvents, coatings, and biomass burning. Lifetime cancer risk from BTEX exposure was below the definite risk threshold (10−4) but above the permissible risk level (10−6), suggesting moderate risk from benzene and ethylbenzene, particularly in traffic and industrial areas. Additionally, the health index of BTEX at monitoring sites was generally lower than the threshold limit value, suggesting a low non-carcinogenic risk overall. This study offers essential insights into BTEX pollution in urban European environments.

We present shipborne observations of volatile organic compounds such as dimethylsulfide (DMS), isoprene, acetaldehyde, acetone, and methanol over the Southern Ocean in April and May 2018. During the cruise, we...