近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所研究員張為俊課題組，在化學(xué)放大fa用于大氣過氧自由基測量方面取得新突破，相關(guān)研究成果以Removing water vapor interference in peroxy radical chemical amplification with a large diameter Nafion dryer為題，發(fā)表在Analytical Chemistry上。

過氧自由基(RO2)在大氣揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)的降解以及臭氧(O3)和二次有機(jī)氣溶膠(SOA)的形成過程等方面扮演著重要角色，其大氣濃度低、活性強(qiáng)，測量難度大。化學(xué)放大fa是實(shí)現(xiàn)大氣中RO2測量的重要方法，其通過鏈?zhǔn)窖h(huán)反應(yīng)將低濃度的RO2轉(zhuǎn)化為高濃度的NO2實(shí)現(xiàn)對RO2的放大測量，但實(shí)際大氣環(huán)境中背景(如O3、NO2和水汽等)的影響限制了RO2測量的靈敏度和準(zhǔn)確性。課題組通過前期發(fā)展的雙通道寬帶腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)有效消除了O3、NO2等對測量的影響，實(shí)現(xiàn)在60s采樣時間下過氧自由基0.9pptv的探測極限。而水汽對反應(yīng)鏈長的影響(水效應(yīng))一直是化學(xué)放大fa中難以克服的問題，限制了化學(xué)放大fa在實(shí)際大氣環(huán)境中的應(yīng)用。

張為俊課題組提出了一種基于Nafion管進(jìn)樣的雙通道大氣過氧自由基測量技術(shù)，降低了RO2進(jìn)樣損耗，并有效避免了高相對濕度對反應(yīng)鏈長的影響。目前，該儀器已應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室和珠三角外場實(shí)際觀測實(shí)驗(yàn)中，將在大氣化學(xué)機(jī)制研究中發(fā)揮重要作用。

研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、科技部國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、中科院青促會以及安徽省杰出青年基金等的支持。目前該項(xiàng)技術(shù)與裝置國家發(fā)明保護(hù)。

在我國，VOCs（volatile organic compounds）揮發(fā)性有機(jī)物，是指常溫下飽和蒸汽壓大于133.32 Pa、常壓下沸點(diǎn)在50~260℃以下的有機(jī)化合物，或在常溫常壓下任何能揮發(fā)的有機(jī)固體或液體。

普通意義上的VOC定義，只說明什么是揮發(fā)性有機(jī)物，或者是在什么條件下是揮發(fā)性有機(jī)物；另一類是環(huán)保意義上的定義，也就是說，是活潑的那一類揮發(fā)性有機(jī)物，即會產(chǎn)生危害的那一類揮發(fā)性有機(jī)物。非常明顯，從環(huán)保意義上說，揮發(fā)和參加大氣光化學(xué)反應(yīng)這兩點(diǎn)是十分重要的。不揮發(fā)或不參加大氣光化學(xué)反應(yīng)就不構(gòu)成危害。這也就是歐洲將溶劑按光化臭氧產(chǎn)生潛力來分類的原因。

經(jīng)國外醫(yī)學(xué)研究在證實(shí)，生活在揮發(fā)性有機(jī)化合物污染環(huán)境中的妊婦，造成胎兒畸形的幾率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常人，并且有可能對孩子今后的智力發(fā)育造成影響。同時，室內(nèi)空氣中的揮發(fā)性有機(jī)化合物是造成兒童神經(jīng)系統(tǒng)、血液系統(tǒng)、兒童后天疾患的重要原因。