气溶胶是分散在大气环境中的各种固体或液体颗粒形成的巨大分散体系。矿尘气溶胶是大气气溶胶的重要组成部分之一,也是活性最高的气溶胶之一。大气中的痕量污染气体,包括有机和无机的污染气体,在矿尘气溶胶表面的非均相反应,能够改变大气气溶胶的化学组成,影响大气化学中的氧化能力和化学平衡,危害人体的健康,改变气溶胶的光学性质和吸湿性,影响区域及全球的大气环境及气候变化。迄今为止,对于痕量气体污染物在矿尘气溶胶表面的研究已经比较广泛且深入,但是对于有机和无机气体污染物在矿尘气溶胶表面的协同或者竞争作用,仍然有较大的研究空间。本论文采用了漫反射傅里叶变换红外光谱技术,开展了一系列在大气非均相反应中,痕量污染气体二氧化硫、二氧化氮和乙酸在典型矿尘气溶胶表面的竞争和协同作用的研究。同时,探究了相对湿度、光照等环境因素对于非均相反应的影响。研究了二氧化硫和乙酸气体在α-氧化铝和碳酸钙颗粒表面的竞争反应,探究了非均相反应中亚硫酸盐和乙酸盐在不同颗粒物表面的竞争关系。研究发现,在α-氧化铝颗粒表面乙酸盐和亚硫酸盐可以竞争表面活性位点,导致生成的乙酸盐总量减少。在碳酸钙颗粒表面,共存的乙酸会阻碍二氧化硫的非均相反应,从而导致亚硫酸盐数量的急剧减少。研究了在模拟太阳辐射时,二氧化硫和二氧化氮气体对乙酸在α-氧化铝颗粒表面非均相反应的影响,探究了预吸附在大气非均相反应中的作用。发现太阳辐射会促进更多乙酸盐和硝酸盐的形成,同时还可以促进二氧化硫在α-氧化铝颗粒上的非均相反应中亚硫酸盐转化为硫酸盐。预吸附的硝酸盐、亚硫酸盐或硫酸盐对大气非均相反应具有明显的抑制作用,能够不同程度地抑制乙酸盐的形成。当α-氧化铝颗粒被不同种类的物质预吸附或完全不吸附时,模拟太阳辐射可以促进乙酸盐的不同程度的增加。研究了在模拟太阳辐射和不同湿度条件时,二氧化氮和乙酸气体对二氧化硫在碳酸钙颗粒表面非均相反应的影响,探究竞争作用和协同作用的不同的化学机制。在碳酸钙颗粒表面,一定的相对湿度能够促进亚硫酸盐和乙酸盐的生成,太阳辐射能够促进亚硫酸盐转化为硫酸盐,但是抑制硝酸盐的生成。与二氧化硫共存的二氧化氮促进了二氧化硫与碳酸钙的非均相反应,乙酸则与之相反,起着抑制作用。但是在有水分子存在的情况下,能够减轻乙酸的抑制作用,产生一定量的亚硫酸盐。总结了相关实验结果,推导了反应机理。本论文重点关注了大气中两种不同的有机和无机污染物在典型矿尘颗粒物上的复合污染情况,分别以竞争作用、协同作用和预吸附作用进行了不同的探讨和研究,发现环境因素如光照、湿度等也会对反应产生显著影响,直接影响反应机理。本论文揭示了大气非均相反应过程的复杂性,为大气中相关无机盐和有机盐的形成提供了多种思路和可能性。