大气颗粒物中的化学成分尤其是有机组分可能与多种疾病相关，研究表明可 定性分析的化合物仅占有机物质量的一小部分。大气中多环芳烃（PAHs）类化 合物因其具有致畸性、致癌性和致突变性而备受关注。目前人们主要关注的芳烃 类化合物多局限于美国环境保护署提出的 16 种 PAHs，而研究表明这 16 种 PAHs 不足以评估大气中芳香类化合物的污染水平和健康风险。大气中芳香类化合物主 要来自于人类的生产生活，不同污染源的芳香类化合物大气污染特征不同。关于 人为活动对大气颗粒物中多种芳香类化合物分布特征影响的研究不足。本论文针 对大气颗粒物中芳香类化合物，利用傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS） 进行分子表征，结合全二维气相色谱串联飞行时间质谱（GC×GC-TOF MS）非 靶标筛查，以期发现大气颗粒物中尚未被识别且具有高环境风险的多环芳香类化 合物（PACs），并探讨人为活动显著减少（新冠疫情期间）对大气颗粒物中芳香 类化合物特征的影响。具体结果如下：

     1. 针对大气颗粒物中的非极性和弱极性的半挥发性有机污染物，利用大气 压光致电离源（APPI）-FT-ICR MS 表征分子组成。研究结果发现，CHO 类化合 物为主要成分。Kendrick 质量亏损（KMD）分析表明不同组（元素组成相同， 不饱和度不同）化合物存在垂直分布的情况，且随不饱和度升高，同系物数量降 低。通过 Van Krevelen 图和芳香性指数（AImod）分析发现大气颗粒物中弱极性 和非极性化合物主要以脂肪类，高不饱和类和酚类化合物为主。本研究优化了备 受关注的芳香类化合物的预处理方法，发现活化硅胶净化结合 APPI-FT-ICR MS 的分析方法对芳香类化合物具有一定的选择性，可降低芳香类化合物分析的检出 限。

      2. 针对大气中存在多种尚未被识别的芳香类化合物，无法全面评估人体暴 露健康风险，利用 APPI-FT-ICR MS 结合 GC×GC-TOF MS 对北京地区大气颗粒 物中的多环芳香类化合物进行非靶标筛查。基于 FT-ICR MS 在大气颗粒物中识 别出多种高分子量 PAHs，烷基化 PAHs 以及含杂原子的 PAHs。结合 GC×GC-TOF MS 对 FT-ICR MS 识别的化合物进行结构鉴定，共计识别出 386 种 PACs。根据 识别可信度不同将化合物进行分类，利用标准物质对其中浓度较高且可能具有潜在毒性的 10 种 PACs 进行结构验证，确认了定性结果的准确性，并对其在不同 大气颗粒物样品中的浓度进行了定量分析，初步探究其来源。结合毒性当量因子 对识别出的新型芳香类化合物进行初步毒性评估，确定出高毒性的具体种类，此 类化合物应该在未来的研究中引起关注。本研究的结果为更准确评估芳香类化合 物健康风险提供了依据。

      3.不同人类活动排放的芳香类化合物特征不同，目前缺乏针对不同排放源芳 香类化合物（不限于 16 种 PAHs）排放特征的研究。本研究基于 APPI-FT-ICR MS 识别人为活动对大气颗粒物中芳香类化合物特征差异的影响。比较三个时期即 2020 年新冠疫情前，疫情隔离期以及 2019 年隔离期同期的大气颗粒物中的芳香 类化合物分子组成特征差异。大气颗粒物中芳香类化合物主要分为四类，分别为 CH 类、CHO 类、CHNO 类以及 CHOS 类化合物，其中 CH 类化合物为主要污 染物。聚类分析研究表明不同时期颗粒物中芳香类化合物的组成特征不同。隔离 期间芳香类化合物以低不饱和度和长烷基侧链取代的芳烃为主，这类化合物可能 主要来源于消费品使用，煤燃烧以及石油化工等相关产业的排放。隔离期间的 CHO 类化合物具有更高的氧化度，可能来自于氧化的芳烃类气溶胶。稠环 PAHs 的硝基衍生物是主要的 CHNO 类化合物，在此期间 NOx和 PAHs 排放减少可能 导致其同系物数量降低。CHOS 类化合物以长碳链低不饱和度的化合物为主，其 同系物数量升高可能是由于隔离期间硫酸盐及长碳链低不饱和度的芳烃类化合 物相对含量增加导致的。含杂原子的芳香类化合物可能来自于芳烃类化合物与其 他污染物（如 O3，NOx，硫酸盐等）反应生成的二次气溶胶。本研究对识别大气 颗粒物中芳香类化合物的来源，实施有效污染防控具有借鉴意义。