第九届青年地学论坛

海-气界面化学直接影响着海-气相互作用，但目前有关人为源污染物对海-气界面的影响和相关机制研究仍十分匮乏。多环芳烃（PAHs）和二氧化硫（SO₂）分别是沿岸海水及大气常见人为源污染物。本研究以芘、荧蒽和菲等典型PAHs和海洋普遍存在的二甲亚砜（DMSO）的混合水溶液（PAHs/DMSO）模拟含典型人为源污染物的海-气界面样品，分别于模拟阳光下进行PAHs/DMSO及其与SO₂的光反应实验。结果显示，在两种海-气界面反应体系中，PAHs和SO₂可与DMSO发生（非均相）光化学反应，并生成大量气相和水相有机硫化合物（OS）。（1）通过瞬态吸收光谱，证实PAHs的激发三重态（³PAHs*）和DMSO之间可发生界面光化学反应；（2）通过在线监测的气相OS数据，发现反应过程中可稳定生成含甲磺酸、甲亚磺酸、甲磺酰甲烷、甲磺酸乙酯、羟甲基磺酸和2-羟基乙烯磺酸等6种SOA前体物，这些OS对于SOA形成并增强气溶胶颗粒物中云凝结核的形成潜力具有促进作用，或影响区域气候变化；（3）经离线高分辨质谱分析，水相反应产物中含大量长链脂肪族和芳香结构的水相OS，这些水相OS有助于气相OS的进一步产生，或形成表面活性物质膜而干扰活性气体的海-气交换过程；（4）最后，经反应量子化学理论计算，揭示以上反应体系OS生成的机制途径。以上实验室模拟结果表明海-气界面³PAHs*引发DMSO的光降解，和SO₂与PAHs或DMSO的非均相光化学反应是海洋大气OS的潜在来源和生成新机制，也是PAHs浓度较高的沿海地区不可忽视的大气反应途径，可为弥补现有海-气交换和大气模型的缺失，以及海洋表面化学和海洋大气硫循环提供新的认识。
 

海-气界面，光化学反应，多环芳烃，二氧化硫，有机硫化合物