环境学院蒋靖坤研究组在城市大气中发现可能与碳捕集相关的新兴有机胺

清华新闻网3月16日电（通讯员 赵一琦）在全球气候治理背景下，基于有机胺吸收的碳捕集技术在国内外快速大规模部署，这也是当前最成熟、应用最广泛的碳捕集技术。然而，这些碳捕集设施在运行中可能会导致有机胺逃逸排放，进入环境大气，从而影响空气质量和人体健康。近日，清华大学环境学院大气污染与控制教研所蒋靖坤教授研究组与国内外多家单位合作，结合大气观测和模型分析，在北京城市大气中发现了多种可能与碳捕集相关的新兴有机胺，解析了其浓度、变化特征和氧化产物等。研究可为实施减污降碳协同增效提供启示。4X0知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

研究团队在北京城市大气中发现了五种新兴有机胺，包括C₂H₇NO、C₄H₁₀N₂、C₄H₁₁NO、C₄H₁₁NO₂和C₅H₁₃NO₂，可能分别为单乙醇胺、哌嗪、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、二乙醇胺和甲基二乙醇胺，浓度中值为0.69-5.21pptv，与原来普遍观测到的典型烷基胺（C₃-C₆烷胺）浓度水平可比。团队使用聚焦质子转移反应飞行时间质谱仪（Vocus-PTR-TOF），于2024年夏季和秋季在清华大学校园站点开展了大气观测，识别并持续检测到这些新兴的有机胺。2025年秋季，在同一站点采用自制的在线超高分辨率轨道阱质谱仪（CI‑Orbitrap），提高了质谱峰分辨率（分辨率可高达14万），进一步证实了C₄H₁₀N₂、C₄H₁₁NO和C₄H₁₁NO₂的存在。此外，团队使用Vocus-PTR-TOF检测在产碳捕集设施下游烟气样品，也检测到了信号显著的C₄H₁₁NO、C₄H₁₁NO₂和C₅H₁₃NO₂等有机胺吸收剂。4X0知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

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图1.基于Vocus-PTR-TOF和CI-Orbitrap识别的北京城市大气中有机胺物种：（a）Vocus-PTR-TOF识别的有机胺质量缺陷图；（b）CI-Orbitrap识别的新兴有机胺质谱图；（c）大气中新兴有机胺的浓度；（d）大气中C₂-C₆烷胺浓度4X0知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

研究团队进一步探究了新兴有机胺及其氧化产物的变化特征。哌嗪（C₄H₁₀N₂）与其主要氧化产物C₄H₈N₂的大气浓度变化存在明显正相关关系，而大气中C₂-烷胺与其氧化产物C₂-酰胺的浓度相关性较弱。大气中C₄H₁₀N₂及其主要氧化产物C₄H₈N₂的日变化规律相似，与大气中C₂-烷胺及其氧化产物C₂-酰胺存在差异。结合气象参数和后向轨迹分析，团队发现在该站点观测到的新兴有机胺可能受到西北和西南方向碳捕集设施的影响。4X0知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

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图2.大气中有机胺及其氧化产物的浓度变化：（a）C₄H₁₀N₂与其主要氧化产物C₄H₈N₂的浓度相关性和（b）日变化特征；（c）C₂-烷胺与其氧化产物C₂-酰胺的浓度相关性和（d）日变化特征4X0知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

研究成果以“大气中的新兴有机胺：赋存及潜在的碳捕集相关性”（Emerging Amines in the Atmosphere: Occurrence and Potential Relevance to Carbon Capture）为题，于北京时间3月13日发表于《环境科技快报》（Environmental Science & Technology Letters）。4X0知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

清华大学环境学院2022级博士生赵一琦为论文第一作者，清华大学环境学院教授蒋靖坤和副研究员安肇锦为论文通讯作者。论文合作单位包括大连理工大学、南京信息工程大学、中国科学院生态环境研究中心、芬兰赫尔辛基大学以及美国Aerodyne公司等。合作作者为实验开展、数据采集和结果分析等工作提供了重要帮助与指导。研究得到国家自然科学基金委员会“大气霾化学”卓越研究群体等项目的资助。4X0知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯