2025年中国分析测试科学奖二等奖:海洋气溶胶界面分析技术及应用
时间:2025-12-12      来源:

完成单位:山东大学,中国科学院化学研究所,海南大学,华南师范大学

完成人:杜林,李坤,葛茂发,李建龙,李思扬,殷实,胡杰,徐丽,杨兆敏

成果简介:该项目主要聚焦于海洋气溶胶的物理和化学过程,以及其与陆地、海洋和大气环境的相互作用,发展了一套海洋气溶胶在海-气界面形成与转化的原位模拟技术,基于界面过程从分子层面揭示海洋气溶胶的演变规律及影响机制,阐明极端环境改变对海洋气溶胶的调控机制以及其对陆地-海洋环境的反馈机制,为人与海洋环境的和谐可持续发展提供科学支撑。

创新点及科学价值:1、构建了海洋气溶胶通用型动态模拟系统和海洋微表层光化学静态模拟系统,实现“动-静”态海洋要素在模拟实验中的重现,厘清了海洋气溶胶组成与海水化学成分的区别与联系;2、建立了基于Langmuir 单分子膜的海洋气溶胶表面实验模型,进一步厘清了海洋气溶胶介导下海-气界面水分、盐分、有机物和生物成分的大气传输机制;3、针对典型的高盐、高湿天然海气环境,同时考虑船舶排放人为污染干预,发现了海气情境对海洋气溶胶转化的非线性影响,探明了海洋气溶胶形成有别于陆地气溶胶的新机制;4、采用高水平量子化学计算和分子动力学模拟的理论模型,从分子水平完善了海洋气溶胶及其老化过程中的界面多相反应机制,从新的视角拓宽了海洋大气物理化学研究领域。

社会经济效益:2019年至今,该项目在气溶胶界面化学领域已发表SCI学术论文44篇,其中7篇被Environmental Science & TechnologyJournal of Geophysical ResearchAtmospheres等期刊选为封面论文。该项目还获得5 项国家发明/实用新型专利授权。其中,一项发明专利“一种射流式海洋飞沫气溶胶模拟发生装置及方法”已完成专利成果转化,并与青岛的涉海企业建立了深厚的合作关系,共同开发了海洋气溶胶智能化发生装置。该设备已实现完全国产化,并经过多个国内外实验室的试点运行,获得了广泛的好评,且在国际领域处于领先水平。

应用前景:基于该项目的实施,海洋气溶胶界面分析技术得到了创新开发和广泛应用,并于2023年成立了青岛市沿海城市大气污染防治重点实验室。该项目开展了关于海洋气溶胶从产生、老化、传输再到与人为源污染物相互作用的全链条研究,填补了海洋气溶胶界面分析技术及应用领域空白,这将有助于揭示沿海地区海洋气溶胶参与下的城市大气污染关键过程与机制,为沿海城市大气复合污染精准防止提供科学依据。

 

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