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环境有机气溶胶中的有机硫酸盐（OSs）对其污染有重要影响，但因分子多样性和标准品稀缺难以准确量化。研究人员开发固相萃取（SPE）法并结合质谱和带电气溶胶检测器进行研究。结果发现大量未被解析的 OSs，这为控制硫酸盐和有机气溶胶污染提供依据。
在大气环境的神秘世界里，细颗粒物（PM）如同隐藏在空气中的 “隐形杀手”，对人类健康、地球的辐射平衡以及空气质量都有着重大影响。有机气溶胶（OA）作为环境 PM 的主要成分，在对流层下部，它通常能占到细气溶胶质量的 30 - 50%，而在一些纯净的环境中，这一比例甚至可高达 90%。因此，深入了解 OA 的化学成分和大气转化过程，对于追溯其来源、制定有效的减排策略至关重要。
有机硫酸盐（OSs）作为 OA 的重要子类，可通过多种复杂途径形成，比如 OA 与 SO2的非均相反应、气溶胶颗粒内硫酸驱动的缩合反应，甚至建筑物表面的非均相反应等。它不仅能改变 OA 的吸湿性增长，还可能促进非均相冰核的形成。然而，由于 OSs 分子结构多样，且缺乏标准品，准确测定其在环境气溶胶中的含量一直是个难题。此前的研究方法，无论是直接分析单个 OSs，还是采用间接方法，都存在一定的局限性，导致对 OSs 含量的估算不准确。
为了攻克这些难题，来自德国歌德大学法兰克福分校（Goethe University Frankfurt）等多个研究机构的研究人员展开了深入研究。他们开发了一种固相萃取（SPE）方法，结合质谱（MS）和带电气溶胶检测器（CAD），对环境气溶胶中的 OSs 进行分离、鉴定和定量分析。这一研究成果发表在《Nature Communications》上，为深入了解 OSs 在环境气溶胶中的作用提供了重要依据。
研究人员采用的主要关键技术方法如下：
- 气溶胶采样与前处理：在邯郸和德国陶努斯天文台（Taunus Observatory）采集 PM2.5滤膜样品，对滤膜进行处理后，利用 SPE 进行样品的富集和分离。
- 仪器分析：使用超高效液相色谱 - 质谱联用仪（UHPLC - HRMS）和 CAD 对样品进行分析。HRMS 用于化合物的定性分析，CAD 用于定量分析。
下面来看具体的研究结果：
- 有机硫酸盐的分离：利用混合模式阴离子交换（MAX）柱和反相吸附剂，成功从环境气溶胶滤膜的复杂样品基质中分离出 OSs。实验显示，大部分 OSs 在低 pH 条件下化学性质稳定，通过 SPE 方法，整体平均回收率达到 75%。
- 有机硫酸盐的富集和定量：经过 SPE 富集后，OSs 的检测灵敏度显著提高。研究人员在邯郸样品中定量了约 130 种单个 OSs，在陶努斯天文台样品中定量了约 65 种。同时发现，通过常规液体萃取法，许多 OSs 低于 HRMS 检测限，会低估其对总 OA 的贡献。
- 未解析的有机硫酸盐：在多数样品的 CAD 色谱图中，观察到一个未解析的宽峰。通过全离子碎裂（AIF）实验证实，该宽峰主要由未解析的 OSs 引起。进一步研究发现，通过 CAD 定量的 OS 浓度与 AIF 信号之间存在相关性，为仅通过 HRMS 定量 OSs 提供了新的思路。
在研究结论和讨论部分，研究人员指出，他们的方法能够直接定量隐藏的 OSs 部分，相比以往方法，降低了不确定性。研究表明，直接定量单个 OSs 通常会低估环境气溶胶样品中总 OSs 含量，实际含量可能是之前估计的 5 - 10 倍。此外，研究还发现，无论是在中国城市还是欧洲农村，OSs 在有机气溶胶中的占比都较高，这表明需要进一步研究全球大气气溶胶中 OSs 的变化和季节性特征。该研究为了解 OSs 在大气中的行为提供了新视角，对于制定减少硫酸盐和有机气溶胶污染的策略具有重要意义，为全球空气污染治理提供了关键的理论支持。
