2024年分析測試科學獎一等獎：微界面自由基識別與示蹤方法及其應用
完成單位：江漢大學、中國科學院生態環境研究中心
完成人：梁勇、陳博磊、呂繼濤、夏宇、趙利霞、王璞、汪曉光、陳馮杰
成果簡介：該項目屬于環境分析化學基礎研究領域。微界面自由基化學過程是影響環境多介質污染的核心因素之一。因此，發展微界面自由基化學反應過程分析方法是揭示污染物多介質遷移轉化機制的關鍵。本成果圍繞微界面自由基源匯分析的挑戰，發展了自由基識別、定量與示蹤分析方法，創建了微界面自由基來源與反應過程分析的關鍵技術，攻克了多介質界面自由基化學過程分析的難題，取得了以下成果：1）發展了微界面自由基識別方法，結合化學發光、同位素質譜和離子色譜等分析技術，應用于水-固-氣多介質界面羥基自由基、氫自由基和超氧陰離子自由基等活性物種的識別；2）建立了水-固-氣微界面自由基反應過程示蹤方法，為研究多介質界面活性物種源匯問題提供技術支持；3）利用所建立方法，研究了水-固-氣界面羥基自由基、超氧陰離子自由基的自發演化過程，為微界面活性物種的演變及大氣氧化性的演化提供了新的認識，并引發了一系列后續研究。相關成果在 Proc. Natl. Acad. Sci. USA （3篇）、Angew. Chem. Int. Ed. （1 篇）、Environ. Sci. Technol （5 篇）、Water Res. （2 篇）等期刊發表 SCI 論文共計 32 篇，SCI 引用 710 次，授權/申請國家發明專利 3 項，美國專利 2 項。
創新點及科學價值：本成果屬于環境分析化學基礎研究領域。環境是由多個介質組成的復雜體系，且水-土-氣-生各介質不可分割。污染物進入環境后，與各介質相互作用，發生多種界面反應，其核心為微界面化學過程。微界面自由基具有高化學活性，在污染物多介質界面自發轉化過程中發揮重要作用。因此，本成果針對環境多介質界面自由基來源與演變的關鍵科學問題與分析技術挑戰，開展了微界面自由基識別、定量、來源分析與反應示蹤的研究工作，在方法學上取得了一些列重要的創新性成果，主要包括以下創新點：1）發展了微界面自由基識別方法，結合化學發光、同位素質譜和離子色譜等分析技術，開展水-固-氣多介質界面羥基自由基、氫自由基和超氧陰離子自由基等活性物種的識別；2）建立了水-固-氣微界面自由基反應過程示蹤方法，為研究多介質界面活性物種源匯問題提供技術支持；3）采用所建立方法，在非光照條件下研究了水-固-氣界面羥基自由基、超氧陰離子自由基的演化過程，為微界面活性物種的自發演變及大氣氧化性的演化提供了新的認識，并引發了一系列后續研究，在相關研究方向起到了引領性作用。
社會經濟效益：本研究成果作為基礎研究成果，具有重要的科學意義和廣泛的國際學術影響力，在開辟新研究領域、發展分析化學工具、推動相關學科發展方面都具有突出的貢獻。
應用前景：本成果為微界面自由基過程的分析與表征新方法，旨在為環境科學研究提供新的研究方法與技術平臺。這些新方法均在實際環境體系中得到了驗證和應用，具有廣泛的應用前景。
