大氣中某些有機化合物被氧化后的產物是一種復雜的混合物，其中有些物質會由于蒸氣壓較低而凝結，形成難揮發性的亞微粒子，稱之為二次有機氣溶膠(Secondary Organic Aerosol，SOA) 。二次有機氣溶膠對人體健康有危害，能降低大氣能見度，通過光散射方式直接影響氣候，或通過改變云層屬性間接影響氣候。
SOA是很多復雜組分的混合物，當前的研究方法大多使用濾片或沖擊板捕集SOA中的粒子，再用溶劑萃取，然后使用GC/MS或LC/MS分析。這些方法在分析過程中可能產生一些人為的產物，對分析結果造成影響。例如，SOA中的某些組分會與電噴霧過程中的溶劑發生反應。另外，還有一些實時質譜分析方法應用于大氣成分檢測，然而，這些方法都難以全面測定SOA粒子的成分，而且，往往這些分析方法都需要利用到特殊的專業設備。
實驗方法
本文首次利用大氣壓固體分析探針質譜(Atmospheric Solids Analysis Probe Mass Spectrometry，ASAP-MS)鑒定了SOA粒子中的有機組分，實驗使用的SOA樣品一是在煙霧室內用O3或N2O5將α-蒎烯和異戊二烯氧化，二是在森林和郊區位置直接采集氣體樣品。使SOA樣品沖擊到硒化鋅板，然后使用傅立葉變換-紅外光譜分析，接著導入ASAP-MS做進一步的分析。本方法的優勢在于進行質譜分析的同時可以獲得紅外光譜數據，紅外分析后的樣品無需任何前處理即可直接導入ASAP探針。各樣品的質譜圖如下：
SOA 樣品質譜圖
上圖左邊為200℃下獲得的ASAP-MS質譜圖，右邊為隨施加于探針上熱解吸溫度升高而獲得的總離子流圖。其中a、b、c樣品為實驗室制取的SOA，d、e樣品為在森林和郊區位置采集的SOA。
總結
從本文第一次將ASAP-MS應用于SOA分析的結果來看，ASAP-MS是一種很有前途的大氣粒子中有機組分分析技術。主要優勢在于本方法前處理步驟極少，不需要特殊的專業設備，可與多種質譜儀相兼容，成本低廉，通用性較好。另外，可與其他非破壞性的檢測技術如FT-IR聯用，獲得更多的樣品信息。因此，本方法可廣泛應用于實驗室及野外分析。
備注：譯自《Atmospheric Solids Spectrometry: A New Particle Analysis》，原文發表于《Analytical Chemistry》卷82. 2010第14期;5922-5927.
下載地址：Atmospheric solids analysis.pdf
