氣溶膠表面化學反應機制研究獲重要進展

近日，華南師范大學生物光子學研究院副研究員殷實團隊與山東大學教授杜林團隊、中國科學院化學研究所研究員葛茂發團隊合作，在大氣氣溶膠表面生成有機硫酸鹽非均相化學反應機制的理論研究方面取得新進展。相關研究在線發表于《美國化學學會期刊》（Journal of the American Chemical Society）。

大氣氣溶膠對地球輻射平衡、全球氣候變化和人類健康有重要的影響。有機硫酸鹽已被確定為大氣氣溶膠中含量最豐富的一類有機硫化合物，約占 PM10中有機物質量分數的5-30%，同時也是外場觀測研究中常用的二次有機氣溶膠（SOA）標記化合物。

有機硫酸鹽的生成與轉化是大氣SOA形成的關鍵過程之一，但由于氣溶膠表界面的復雜性和研究過程中關鍵實驗技術的限制，有機硫酸鹽生成的分子水平化學機制，尤其是在氣溶膠表界面上的機制仍然是一個未解之謎。因此，揭示有機硫酸鹽形成的潛在機制，對有效評估SOA生成對區域特別是污染地區的環境和健康效應以及對大氣環境的科學研究都有重要意義。

在該項研究中，研究人員將量子化學計算和Born-Oppenheimer分子動力學模擬相結合，研究了大氣典型羥基酸與重要氣態污染物SO3在液相氣溶膠表界面的反應，發現此反應是有機硫酸鹽在氣溶膠表面生成的重要路徑之一。同時發現在空氣-水界面處羥基酸的OH基團取向對有機硫酸鹽的形成具有顯著影響，指向氣相的OH基團明顯有利于其形成。并進一步提出海洋大氣邊界層和污染地區有機硫酸鹽SOA形成的新機制，為我國復合大氣污染條件下SOA形成機制研究提供了新的研究思路和理論指導。

上述研究工作得到了國家自然科學基金面上項目和廣東省自然科學基金的支持。華南師范大學碩士研究生譚神冬為該論文第一作者，通訊作者是為殷實、杜林和葛茂發，華南師范大學為第一完成單位。