二次有机气溶胶(SOA)对大气灰霾的贡献是当前大气化学的研究热点。羰基化合物在大气中通过一系列的自由基、非自由基的光氧化和异相反应,可以直接或间接生成SOA。然而,由于大气中羰基化合物的浓度较低(ppb级或低于ppb级),并且具有较强的极性、挥发性和反应活性,在采样和分析过程中容易挥发、分解或者氧化。因此,羰基化合物的研究方法一直是具有挑战性的难题。目前人们对气相羰基化合物的研究较多,但对于气相和颗粒相羰基化合物的同时检测研究还较少。近年来,越来越多的研究利用环形溶蚀器-滤膜系统(annular denuder-filter pack system,AD-FP)来研究采集气相和颗粒相中的羰基化合物。本课题组也建立了利用涂布2,4-二硝基苯肼(DNPH)和邻-五氟苄基羟胺(PFBHA)的AD-FP系统研究气相和颗粒相羰基化合物的方法,但AD-FP采集系统具有一定的缺点,如采样前环形溶蚀器的处理过程复杂、玻璃材质的溶蚀器很容易损坏、野外采样携带困难、以及价格昂贵等。本文通过对比涂布PFBHA的环形溶蚀器-滤膜系统(AD-FP)、滤膜系统(FP)和小流量PM2.5采样器的采集效率,最终选择了滤膜系统(FP)研究上海市宝山区大气中气相和颗粒相羰基化合物。FP系统操作简便,更适合野外采样。采集后的样品用正己烷洗脱,氮吹浓缩后GC/MS分析,标样中13种单羰基化合物和2种二羰基化合物(乙二醛和甲基乙二醛)在谱图上都实现较好分离。FP系统的回收率实验表明目标化合物的回收率在79.3%~100%,单层滤膜的收集效率在75%~89%,总收集效率都在94%以上。本实验对滤膜系统(FP)的优化结果为:衍生剂PFBHA涂布量为12μmol,采样流速为4 L?min-1,采样时间4 h时,对羰基化合物的采集效率达到最佳。为探究大气中羰基化合物的浓度水平及变化规律,利用FP系统对上海市大气中的羰基化合物进行研究,结合气相色谱/质谱仪(GC/MS),分析了大气中羰基化合物浓度的日变化、季节变化以及气相-颗粒相分配规律。研究结果表明,1)上海市大气中15种目标化合物均能检测到,包括13种单羰基化合物和2种二羰基化合物;2)上海大气中羰基化合物具有明显的日变化和季节变化,气相羰基化合物的浓度在中午达到最大值,颗粒相则相反;夏季羰基化合物的总浓度(33.8±15.9μg?m-3)显著高于冬季和春季(分别为10.5±5.0和14.0±7.0μg?m-3);3)羰基化合物的气-粒分配规律表现为与温度呈正相关、与相对湿度呈负相关。本研究表明,FP系统可替代AD-FP(环形溶蚀器-滤膜系统)同时采集大气中气相和颗粒相中的羰基化合物,易于携带,为羰基化合物的野外观测提供便利。