城市大气中甲醛来源分析的示踪技术

甲醛是城市大气中浓度水平最高的含氧挥发性有机物。甲醛在城市地区主要来自机动车尾气排放等一次来源及大气光化学反应二次来源。然而,目前识别甲醛一次和二次来源的研究开展得较少。基于大气一次污染和二次污染示踪物的统计分析方法,是大气甲醛来源分析的新进展。作者介绍了采用示踪物估算城市大气甲醛来源贡献的技术方法和初步结果,并针对示踪物的特点讨论了该方法的适用性。

植物源挥发性有机物采样和分析方法研究进展

植物源挥发性有机物(BVOCs)排放量约占全球总VOCs排放的90%,其排放易受环境因子(温度、光照、土壤水分、饱和水汽压差、风速、风向、O_(3)和CO_(2)浓度等)的影响,对采样和分析要求极高,而BVOCs样品的精准采集与分析是获取BVOCs排放因子的基础。该文综述了国内外BVOCs采样和分析方法,根据采样系统是否能控制或模拟环境因子(温度、湿度、光照强度、空气湍流、二氧化碳浓度等),对采样叶室的适用性进行了分析。其中光合仪-动态封闭系统可精准控制温度、光照强度、二氧化碳浓度,易使空气形成自然交换且便于外场测量,适用于大多数植物BVOCs排放测量。依托高塔、系留球、飞机等开展测量的开放式采样系统适用于外场的长期观测。PTR-MS、PTR-TOF-MS、Vocus-PTR-TOF等在线分析系统逐步得到应用。微型传感器已应用于BVOCs的快速检测,碳同位素分析法已应用于BVOCs合成转化过程中组分的探究。对采样和分析系统发展的研究,将为精准获取BVOCs排放因子并评估其环境效应提供依据。

民用燃煤含碳颗粒物的排放因子测量

通过烟尘罩稀释通道系统采样,实验室模拟民用燃煤的燃烧方式,获取了不同成熟度的散煤、蜂窝煤的PM2.5、EC和OC的排放因子.民用燃煤的排放与煤炭成熟度有很大相关,不同煤种排放因子差距很大.在6种实验煤炭中,烟煤散烧的排放因子较大,其中S3煤种的排放因子最大,其PM2.5、EC和OC的实测值分别为11.06、3.51和5.39g·kg-1;无烟煤散烧排放因子较少,S1煤种的排放因子最小,其PM2.5、EC和OC分别为0.78、0.02和0.49g·kg-1;蜂窝煤的颗粒物以及OC排放因子与相似成熟度的散煤燃烧相当,但是EC排放相对散煤较低.EC、OC源清单工作需要对民用燃煤源进行更详细的分类,结合相应的排放因子,才能更加准确的估计这一重要排放源的贡献率.

干旱胁迫对植物源挥发性有机物排放影响的研究进展

随着干旱频率和强度的增加,干旱胁迫对植物源挥发性有机物(BVOCs)的影响受到更多关注。文章综述了干旱胁迫对BVOCs排放影响方面取得的研究进展,探究了干旱胁迫对BVOCs排放的影响。根据近期国内外相关文献,将干旱程度进行划分,研究干旱、复水后对BVOCs排放速率、排放量的影响,探讨复合其他环境因子对BVOCs排放的影响,并探究干旱胁迫对BVOCs排放影响的机理。轻度干旱刺激BVOCs增加排放35%~190%,中度干旱抑制排放8%~97%,重度干旱抑制排放40%~100%。随着干旱程度的加深,BVOCs的排放先增加后减少。对复水的研究总结发现,轻度、中度干旱条件下,异戊二烯和单萜烯的排放速率恢复;重度干旱条件下,异戊二烯快速恢复,单萜烯未恢复。干旱导致BVOCs排放量的估算误差为-70%~40%。净光合速率和气孔导度对水分亏损的敏感度高于BVOCs。BVOCs的释放是植物应对干旱胁迫的保护机制。综述结果可以更好地评估BVOCs排放对当前及未来干旱胁迫情景下的响应,为大气复合污染防控提供支撑。

典型树种挥发性有机物(VOCs)排放成分谱及排放特征

为研究典型树种的挥发性有机物(VOCs)排放特征,并获得基础排放速率,应用动态封闭式采样系统对毛果杨、北美枫香和马尾松的排放进行了实验室测量.利用热脱附-气相色谱-飞行质谱仪对排放样品进行定性和定量分析,包括异戊二烯、单萜烯、倍半萜烯、烷烃和烯烃,计算获得各树种VOCs排放速率及其排放谱特征.研究表明:毛果杨、北美枫香和马尾松的总VOCs排放速率分别为19.51、17.19和0.67μg/(g·h).毛果杨的异戊二烯排放最高(18.51μg/(g.h)),占其总排放的94.86%;马尾松排放的异戊二烯仅占4.03%,单萜烯贡献最高,为49.09%;北美枫香的单萜烯排放速率最高,为0.84μg/(g.h);3个树种排放的倍半萜烯占各自VOCs总排放的比重均较小(<1.5%);各树种的烷烃排放强度高于倍半萜烯,部分化合物甚至高于异戊二烯和单萜烯的排放强度.反式-β-罗勒烯是毛果杨排放最多的单萜烯化合物,占其单萜烯总排放的99.84%;北美枫香排放的单萜烯主要以香桧烯和β-蒎烯为主;马尾松以α-蒎烯、香桧烯和β-蒎烯为主.石竹烯、葎草烯、δ-杜松烯和β-愈创木烯是主要的倍半萜烯物种.烷烃排放主要为C4和C5的化合物,特别是异丁烷和正丁烷;各树种排放的烯烃中,1-丁烯排放占比最高.

短期干旱胁迫对马尾松排放挥发性有机物的影响

为探究干旱环境对BVOCs排放的影响,应用动态封闭式采样系统和热脱附-气相色谱-飞行质谱仪,对短期干旱胁迫作用下马尾松的BVOCs排放进行了实验室测量,定量分析BVOCs排放速率和排放组成的变化.结果表明,干旱胁迫时异戊二烯的排放受到抑制,排放速率降低约50%;单萜烯和倍半萜烯的排放水平增强,排放速率分别为137.85和0.98μg/(m^2·h),是未受胁迫时的2.9和2.0倍.除反式-α-香柠檬烯外,干旱胁迫促进各单萜烯和倍半萜烯化合物的排放,是未受胁迫时的1.3~42.4倍,其中3-蒈烯排放的响应最敏感,α-葑烯、α-水芹烯和石竹烯的响应最弱.干旱胁迫时单萜烯和倍半萜烯的排放组成有所变化,但主导的化合物种类不变,单萜烯以α-蒎烯、香桧烯和β-蒎烯为主,占比分别为48%、17%和17%;倍半萜烯以石竹烯和长叶烯为主,占比分别为57%和34%.

济南市城区大气挥发性有机物污染特征及来源

为研究济南市城区环境空气挥发性有机物(VOCs)污染特征及来源,2020-2021年于济南市城区开展了逐月离线观测,并于2020年6月开展加密观测,分析了VOCs年度、季节、日体积分数变化特征、化学组成及臭氧生成潜势,并利用特征比值法和正定矩阵因子分解模型解析了VOCs来源.结果表明,2021年济南市VOCs年均体积分数为(35.70±16.58)×10^(-9),较2020年改善14.48%,烷烃和OVOCs为VOCs中占比最高的两类组分.2020年VOCs体积分数均值呈冬高夏低季节特征,而2021年呈夏高春低季节特征,受济南市VOCs专项整治行动及北京冬奥会空气质量保障措施影响,2021年冬季VOCs体积分数均值较2020年改善最为明显,改善幅度为31.08%,2020年春季芳香烃贡献显著,可能与疫情管控后企业陆续复工复产有关.2020、2021年排名前十的组分主要为烷烃类与OVOCs,如丙烷、乙烷、正丁烷、甲醛、丙酮、乙醛等物种.2021年济南市城区OFP年均值为239.39μg/m^(3),较2020年下降22.46%,烷烃、炔烃、芳香烃、卤代烃OFP改善幅度分别为29.28%、3.09%、67.93%、83.49%,烯烃OFP明显上升,上升幅度为37.49%,OVOCs维持在较高水平.2020、2021年OFP排名前十的物种主要包括甲醛、乙醛、乙烯、1-丁烯、丙烯、对/间二甲苯等.臭氧重污染期间TVOCs体积分数日变化特征呈现明显的早晚高峰特征,中午时段为一天中的低值,夜间维持在较高水平.PMF解析结果表明:VOCs主要来源于工业源、燃烧源、油气挥发源、机动车尾气排放源、溶剂使用源、植物源及二次生成源,机动车尾气排放源、燃烧源及工业源为济南市VOCs的重点管控源.