第八届青年地学论坛

二次有机气溶胶（SOA）是大气细颗粒物（PM_2.5）的重要组成，对空气质量和气候变化有重要影响。由于SOA由成千上万种有机分子组成，其形成机制极其复杂。因此，准确解析SOA及其气态前体物分子组成，是研究SOA形成机制的基础，也是预测和控制SOA污染的关键。高分辨质谱是研究SOA的一种关键技术，但目前还缺少能对气溶胶进行原位在线软电离的离子源，导致对SOA生成的关键物理化学过程缺乏完整的认识。为此，我们开发了一种新型气溶胶原位电离源，其以高能光子作为离子化的能量来源，可在线电离痕量气体和气溶胶。由于该离子源属于软电离技术，因此可以在不破坏分子结构的情况下获取SOA的完整分子信息。与传统电喷雾（ESI）等电离源相比，该电离源通过创新性的设计，无须萃取、浓缩、预分离等前处理过程，即可满足实验室对气态、液态和固态样品在线、直接、无损、原位电离的需求，克服了溶剂和盐类对样品的干扰，实现了纳克级的气溶胶检出限（硫酸盐6.2 ng/m³，有机物1.2 ng/m³）。该电离源可使得一般商业质谱具备在线测量大气衡量气体和气溶胶的能力，其应用范围还包括食品安全、药物研发、人体健康等领域。在深入解析了一些典型VOC的SOA分子组成和形成机制的基础上，研发了可以精细化模拟SOA成核、传质、老化和云雾微物理过程的新型气溶胶核-壳动力学模式（CSVA），并结合烟雾箱实验和CSVA模拟，揭示了SOA与水的相互作用的关键物理和化学机制。

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