第七届青年地学论坛

大气气溶胶影响空气质量，气候变化和人体健康，其中有机物能够占到细颗粒物质量浓度的一般以上（Andreae and Crutzen, 1997; Monks et al., 2009; Pope et al., 2002; Dingenen et al., 2004; Kanakidou et al., 2005; Zhang et al., 2011）。测量大气气溶胶中有机组分的化学组成有助于量化其来源和环境影响。热脱附气溶胶气相色谱质谱系统（TAG）是一种基于热脱附的在线气相色谱质谱系统（Williams et al., 2006），能够原位测量分子水平气溶胶中的有机组分，时间分辨率为1-2小时。在TAG系统中，气溶胶被采集到收集热脱附一体化装置中，随后原位加热热脱附，经过富集后进行色谱的分离和质谱的检测。现有研究多采用单一色谱柱进行气相色谱分离，色谱峰的分辨率不理想，存在共流出现象。与一维气相色谱相比，全二维气相色谱提高了分离度和灵敏度，减少了一维气相色谱法中分离的复杂混合物和共流出现象。
本研究研发一套基于全二维分离的TAG系统，使用固态热调制器，无需任何制冷剂或者气流制冷，体积小巧，适用于外场观测。对系统进行实验室的评测，系统的检测限低于现有研究。应用系统测量北京城市地区大气PM_2.5，当信噪比为3时，共检测到1691个峰，而根据二维色谱图重构的一维色谱图仅能够解析409个峰，一维气相色谱相比，全二维的分离使检测到的化合物数量增加了一个数量级以上。根据结构化全二维谱图，鉴定了多种脂肪族化合物和芳香族化合物。脂肪族的化合物包括烷烃、环烷烃、烯烃、醇醚、醛酮、酸、藿烷和甾烷等；芳香族化合物包括取代苯类、多环芳烃及其衍生物等。其中，包括多芳香环类、邻苯二甲酸酯等有害组分是造成大气气溶胶毒性的原因。使用基于选择离子流图的非靶向分析方法，在北京大气PM_2.5中一共筛查到120种有害组分，其中包括了母体多环芳烃、烷基取代的多环芳烃、联苯、含氧、含氮等多芳香环类组分。这些有害组分具有广泛的来源与用途，包括了天然产物、工业用途、家装建材以及化石燃料等。
 

气溶胶,在线测量,有机组份