有机硫酸酯(OSs)作为大气二次有机气溶胶(SOA)的关键组分,在雾霾形成、气候变化等环境过程中扮演重要角色,其环境效应日益受到学界关注。有机硫酸酯兼具光吸收特性与强吸湿性,可通过改变气溶胶光学特性降低能见度,促进纳米颗粒生长加剧雾霾,并作为云凝结核影响降水模式及区域气候。此外,有机硫酸酯可造成呼吸系统损伤,威胁居民健康。因此,开展OSs成分解析对于阐明污染来源,支撑大气污染防控工作至关重要。然而,有机硫酸酯分子组成复杂、形成路径多样,相关研究面临诸多挑战，现代高分辨质谱(HRMS)凭借其高分辨、高准确度的优势,已成为解析大气细颗粒物中OSs分子组成的关键技术。该技术不仅提高了OSs的靶向定量精度,更能实现复杂基质中未知OSs的非靶向筛查,为深入研究其环境行为、生态及健康风险提供了强有力的技术支撑。
分类[1]
1、生物源有机硫酸酯
1.1异戊二烯类有机硫酸酯
异戊二烯(C5H8)作为大气中含量最丰富的BVOCs,其排放量约占全球BVOCs总量的50%。在大气环境中，异戊二烯可被NOx、O3等强氧化剂氧化生成低挥发性氧化产物，这些产物通过气-粒分配进入颗粒相后，进一步与硫酸盐反应形成异戊二烯衍生OSs。该类OSs分子同时含有羟基和硫酸酯基团，表现出较强的极性和亲水性，易于在水相气溶胶中富集。
1.2、萜烯类有机硫酸酯
萜烯类有机硫酸酯包括单萜烯(C10H16)和倍半萜烯(C15H24)等化合物，是自然界中排放量仅次于异戊二烯的第二大非甲烷烃类，其典型代表为a-蒎烯、灸蒎烯和拧檬烯等这类化合物因具有较大的分子骨架而表现出较强的疏水性，同时其较高的极性和较低的挥发性使其更易吸附于颗粒相。烟雾箱实验研究表明，在酸性硫酸盐表面，a-蒎烯在不同NOx浓度条件下均可生成OSs，而疹蒎烯、松油烯和拧檬烯等单萜烯则需在高NOx环境下才能反应形成硫酸酯。
1.3、羧基类有机硫酸酯
羧基类有机硫酸酯是同时含有羧酸基团和硫酸酯基的极性化合物,根据碳链长度可分为短链和长链两类。由于羧酸基团和硫酸酯基的强极性作用，这类化合物具有较高的水溶性，易溶于高含水量的气溶胶中。羧基类有机硫酸酯的前体物主要包括乙二醛、甲基乙二醛、甲基乙烯酮和甲基丙烯醛等，这些前体物既可通过BVOCs的光化学氧化反应天然生成，也可来源于化石燃料燃烧、机动车尾气等人为排放，从而对大气环境造成显著影响。
2、人为源有机硫酸酯
2.1、芳香族有机硫酸酯
芳香烃是城市大气中重要的AVOCs,主 要来源于交通排放、工业排放和溶剂使用等，其衍生的芳香族有机硫酸酯已通过HRMS技术得到验证。Kundu等使用UPLC/ESI-Q-TOFMS技术对巴基斯坦高污染地区的大气PM25分析，首次鉴定出芳香族类OSs-苄基硫酸酯。国内研究在大气颗粒物中也检测到由甲苯/二甲苯等生成的苯环结构有机硫酸酯，证实芳香烃是城市有机硫酸酯的重要前体物。
2.2、烷烃类有机硫酸酯
烷烃类化合物主要来源于化石燃料的不完全燃烧、天然气泄漏等工业排放过程。Tao等在城市PM25中检测到一系列低饱和度、高分子量且氧化程度较低的有机硫酸酯，并通过特征分析推测其可能源自机动车尾气排放的长链烷烃。Riva等在美国大气中不仅检出烷烃类 有机硫酸酯,还发现其与单萜烯类有机硫酸酯存在同系物关系。其形成机制是烷烃经OH自由基氧化生成RO2•中间体，继而转化为含氧产物，最终与硫酸盐气溶胶异相反应形成。
3、其他有机硫酸酯
除VOCs的二次转化过程外，生物质燃烧和化石燃料燃烧等一次排放源也可能直接释放有机硫酸酯。这类直接排放的有机硫酸酯主要包括两类含硫化合物转化产物:其一是二硫化物在大气氧化过程中可转化为磺酸酯或硝基氧化硫等衍生有机硫酸酯;其二是磺酸酯类化合物，这类物质通常由醇类或醚类化合物通过硫酸酯化反应直接生成。值得注意的是，这些一次排放的有机硫酸酯在大气中仍可继续参与光化学反应，形成更复杂的有机硫酸酯衍生物。
参考文献
[1] 汤雨彤,王丹,高媛,等. 高分辨质谱鉴定大气细颗粒物中有机硫酸酯的研究进展[J]. 环境化学,2025,44(8):3006-3019. DOI:10.7524/j.issn.0254-6108.2025042503.