近日，kaiyun官网入口环境研究院李坤教授团队在气溶胶多相化学领域取得系列研究进展。团队围绕气溶胶非均相老化、气-液界面化学及液相氧化等关键科学问题，系统研究了不同多相环境中大气污染物的形成与转化机制，深化了对气溶胶化学演化及其环境效应的认识。相关成果发表于Environmental Science & Technology（Ma et al., 2026；Xia et al., 2026）和Journal of Geophysical Research: Atmospheres（Zhang et al., 2026）等期刊。

（一）阐明防晒化学品在海洋飞沫气溶胶中的光化学老化与环境归趋

沿海旅游活动及个人护理品使用大量防晒化学品进入海洋环境，并可通过海洋飞沫气溶胶实现海-气传输，但其进入气溶胶后的化学转化和环境归趋仍缺乏系统认识。针对这一问题，研究团队选取4-甲基苄亚基樟脑（4-MBC）、二苯酮-4（BP-4）和4-羟基苯甲酸丙酯（PrPB）三种典型防晒化学品，利用氧化流动反应器模拟其在海洋飞沫气溶胶中的大气老化过程，研究OH自由基引发的非均相氧化动力学及分子转化机制。动力学结果表明，三种防晒化学品与OH非均相反应的大气寿命约为41-89 h，表明其在降解前具有长距离大气传输的潜力。对老化气溶胶化学组成的分析发现，官能团化反应在氧化过程中发挥重要作用，其中BP-4氧化产物O/C比的降低主要与磺酸基团脱除有关；DTT分析进一步显示，老化气溶胶整体表现出较低的氧化潜势。该研究深化了对防晒化学品经海洋飞沫气溶胶进入大气后的氧化老化行为及环境归趋的认识。相关成果以“Photochemical Degradation of Sunscreen Chemicals in Sea Spray Aerosols”为题发表于Environmental Science & Technology。团队博士研究生马雪琦为论文第一作者，李坤教授为通讯作者。

图1 防晒化学品在海洋飞沫气溶胶中的光化学老化

（二）系统阐释微液滴界面化学及其大气效应

大气微液滴主要以含水气溶胶、云滴和雾滴等形式存在，其气—液界面具有高曲率、高比表面积、强界面电场和明显的化学梯度，可形成不同于宏观体相溶液的反应微环境。针对近年来微液滴化学快速发展的研究进展，研究从大气化学视角提出“大气微液滴界面(AMDI)强化的多相化学”，系统归纳了体积限域、界面反应物富集、强界面电场和部分溶剂化等关键界面效应，并阐释其对反应动力学和反应路径的调控作用。研究进一步总结了微液滴界面在自由基化学、活性氮转化、硫酸盐形成、有机碳演化及海洋飞沫气溶胶化学等过程中的作用，指出界面增强的多相化学可能对大气氧化能力、活性物种转化及二次气溶胶形成产生重要影响。文章同时讨论了当前微液滴化学在实验体系、界面活性氧来源、粒径效应和模型参数化等方面面临的关键问题，并提出加强外场观测、界面原位表征、理论模拟及大气模型耦合等未来研究方向，为从微液滴界面视角认识大气多相化学过程提供了新的研究框架。相关成果以“An Atmospheric Perspective on Emerging Water Microdroplet Chemistry”为题发表于Environmental Science & Technology，并被选为期刊补充封面。本研究与蚌埠医科大学和中国科学技术大学等单位合作完成，李坤教授为论文共同通讯作者。

图2 大气微液滴界面驱动的多相化学过程

（三）揭示生物质燃烧多环芳烃的液相氧化及结构依赖转化机制

生物质燃烧是大气中多环芳烃（PAHs）及二次有机气溶胶前体的重要来源，但这些PAHs在云滴、雾滴和潮解颗粒等液相环境中的转化过程仍缺乏系统认识。针对这一问题，研究团队选取生物质燃烧排放中具有代表性的萘、苊和苊烯，系统研究了三种PAHs与OH自由基的液相氧化动力学、产物组成及反应机制。动力学结果表明，萘、苊和苊烯与OH的液相二级反应速率常数分别为（1.63 ± 0.55）× 1010、（3.37 ± 1.15）× 1010和（2.07 ± 0.70）× 1010M-1s-1，在研究采用的代表性OH浓度情景下，其液相寿命总体短于相应气相寿命。产物分析和反应路径推断进一步表明，不同前体分子结构表现出不同的产物演化特征，萘和苊倾向形成碳数较低、氧化程度较高的产物，而苊烯更易形成保留较大碳骨架的含氧产物。研究还识别出6种此前未报道的液相氧化产物，其中5种同时在真实大气PM2.5样品中被检测到，支持了实验室识别产物的大气相关性。该研究表明，液相氧化可能是影响生物质燃烧PAHs转化和去除的重要途径，并可能对液相二次有机气溶胶形成产生贡献。相关成果以“Aqueous‐Phase Process Accelerates OH Oxidation of Biomass‐Burning PAHs and Generates New Multifunctional Products”为题发表于Journal of Geophysical Research: Atmospheres。团队博士研究生张瑞冬为论文第一作者，李坤教授和杜林教授为论文共同通讯作者。

图3 生物质燃烧多环芳烃的液相氧化与产物演化

以上研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、山东省自然科学基金等项目的支持。