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.

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。

基于转置EKMA曲线的湖南省臭氧生成敏感性分析

基于湖南省2015—2020年夏秋季的污染物及气象观测数据,分析了臭氧(O_(3))污染的时空特征和生成敏感性。湖南省中部和北部的O_(3)污染较为严重,且主要发生在9月,午后O_(3)峰值常与早高峰的NO_(2)浓度有较高的相关性。采用转置EKMA曲线方法探究了O_(3)在NO_(2)维度和VOCs反应活性维度下的生成敏感性。在NO_(2)维度下,NO_(2)控制区和NO_(2)-VOCs过渡区的NO_(2)质量浓度为7~13μg/m^(3),NO_(2)-VOCs过渡区和VOCs控制区的NO_(2)质量浓度为15~17μg/m^(3)。在VOCs反应活性维度下,当NO_(2)质量浓度大于10μg/m^(3)时,VOCs反应活性越高,O_(3)浓度越高。在高VOCs反应活性(30℃或以上)时,NO_(2)浓度每降低1μg/m^(3),各区域的O_(3)质量浓度能降低约8~9μg/m^(3)。结合NO_(2)和VOCs反应活性2个维度,得出湖南省午后O_(3)生成以NO_(2)控制区和NO_(2)-VOCs过渡区为主,在晴天干燥和高温条件下,减排NO_(2)可有效降低O_(3)浓度。转置EKMA曲线方法为缺少长期VOCs观测的区域提供了研究O_(3)生成敏感性的新思路。

基于火点辐射能量的2017-2021年广西秸秆露天燃烧排放时空分析

基于2017—2021年MODIS、VIIRS和Himawari-8等多套卫星的火点辐射能量(FRE)和云量反演数据,使用更高分辨率的火点替代相邻位置低分辨率火点的融合方法,利用晴空的火点分布数据对被云遮蔽的区域进行补偿,核算得到了2 km高分辨率的广西秸秆露天燃烧排放数据,并针对2017—2021年的广西秸秆露天燃烧排放量展开精细的时空分布研究。结果表明:2017—2021年广西秸秆露天燃烧的CO、NO_(x)、SO_(2)、NH_(3)、VOCs、PM_(10)和PM_(2.5)的年排放量均值分别为12.91万、0.78万、0.16万、0.17万、2.77万、2.26万、2.21万t,排放高值区域分布在广西中部及西南部。秸秆露天燃烧排放的主要时间集中在冬、春季节(10月至次年3月),时值晚稻收割期和甘蔗榨季,占全年排放量的60%以上。广西秸秆露天燃烧PM_(2.5)年均排放量是全广西PM_(2.5)人为源年排放量的8.74%,通过逐日排放贡献分析发现,秸秆露天燃烧具有短期排放量较大的特点,2017—2021年,在1—2月有34 d出现秸秆露天燃烧导致PM_(2.5)排放量超过人为源排放量50%的情况。

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%.