沈阳市环境空气中醛酮类化合物污染现状初探

通过对沈阳地区环境空气中醛酮类化合物的测定,初步了解其醛酮类化合物的污染现状。采用2,4-二硝基苯肼吸附柱采集环境空气样品,高效液相色谱法对样品进行分析。结果表明:沈阳市5个监测点位中冬季浑南二点位醛酮类污染物浓度最低,冬季二毛点位醛酮类污染物浓度最高。冬夏两季的环境空气中均检出丙酮和乙醛,冬季醛酮类污染物浓度总和高于夏季。     

广州大气挥发性醛酮类化合物的污染特征及来源研究

采用DNPH-HPLC-UV分析方法,研究了2006年广州夏季空气污染较严重日17种挥发性醛酮类化合物的污染特征及其初步来源.结果表明,广州大气中主要的醛酮类污染物是丙酮、甲醛、 2-丁酮和乙醛,其日均浓度分别为10.84、 9.29、 8.35和8.0 μg·m^-3,占总醛酮类化合物日均浓度的72.29%.城区省站测点总醛酮类化合物日均浓度最高,达到59.66 μg·m^-3,而郊区从化测点的总醛酮类化合物日均浓度最低,为43.51 μg·m^-3.各种化合物在不同垂直高度的采样点表现出不一致的浓度变化规律,而在水平方向上均表现出昼间明显高于夜间的日变化规律.大气中甲醛、乙醛和丙酮相关性好,具有较好的同源特征,而C1/C2、C2/C3比值分别为1.12、 7.51,反映出机动车尾气排放对大气醛酮类化合物具有相当重要的贡献.     

张家界森林大气中醛酮类化合物浓度变化特征

为探究中亚热带森林大气中醛酮类化合物浓度变化特征,于2014年8月—2015年1月在张家界森林公园采用 EPA TO-11A方法对张家界森林大气中醛酮类化合物质量浓度进行了监测.结果表明:张家界森林大气中主要的醛酮类化合物为甲醛、乙醛、丙酮、丙醛和MACR(甲基丙烯醛),质量浓度分别为4.32、0.95、3.01、0.48和0.51 μg/m3.大气中ρ(甲醛)、 ρ(乙醛)和ρ(MACR)的季节变化特征很明显,夏季和秋季醛酮类化合物质量浓度较高,冬季醛酮类化合物质量浓度较低.此外,醛酮类化合物质量浓度日变化显著,除了10月、12月受人为因素影响较大外,其余月份醛酮质量浓度最大值通常出现在13:00—15:00.张家界森林大气中C1/C2(ρ(甲醛)/ρ(乙醛))为5.72,比城市地区(C1/C2为1左右)高,但比偏远森林地区(C1/C2为10左右)低.ρ(甲醛)与ρ(乙醛)、 ρ(MACR)均呈正相关且达到显著水平,而ρ(丙酮)与ρ(甲醛)、 ρ(乙醛)与ρ(MACR)的相关性差.与文献报道的加拿大Ontario、墨西哥Langmuir等地区对比,张家界森林大气中醛酮类化合物质量浓度较高,但明显低于北京、上海等城市地区.研究显示,张家界森林大气中甲醛、乙醛和MACR主要来自森林地区植物排放的VOCs光氧化生成,丙酮除了来自植物排放的有机物光氧化分解外,还有其他人为源,进一步说明了张家界森林大气中醛酮类化合物浓度变化主要受光化学反应等自然影响,但人为因素的影响也不容忽略.      

青岛市大气中醛酮类化合物的分析及浓度变化

自1997年12月～1998年7月,在覆盖整个青岛市区布设了6个采样点,用2,4-二硝基苯肼HPLC法测定了11种醛酮类羰基化合物在不同季节、不同时间的浓度.青岛市大气中甲醛、乙醛、丙酮及醛酮总量的平均浓度冬季分别为3.64,4.18,2.50,13.9mg/m3,夏季分别为9.95, 7.00,5.75,26.9mg/m3,夏季的浓度明显高于冬季,青岛市大气中甲醛占总羰基化合物的26.2%～37%,乙醛、丙酮分别占总羰基化合物的26.0%～30.1%和18.0%～21.4%.甲醛+乙醛+丙酮之和占总羰基化合物的74.3%～84.3%,甲醛和乙醛在冬、夏两季的相关性较差(R2=0.43),而乙醛和丙酮在夏季具有较强的相关性(R2=0.7399).     

北京市大气和降雨中醛酮化合物的污染研究

2005年6月到2005年8月在北京市区采用2,4-二硝基苯肼HPLC法测定了大气和降水中的醛酮类化合物.结果表明,大气醛酮类化合物中以丙酮的浓度最高,其次是甲醛、乙醛和丙醛,浓度分别是22.14、19.51、17.18、3.85μg·m-3,这4种化合物占大气醛酮总量的84.7%.分析大气中醛酮化合物浓度,结果表明,北京醛酮化合物污染主要来自人为源,并且甲醛、乙醛和丙醛具有相似的源和汇.通过对比晴朗和多云天气条件对醛酮浓度日变化的影响可知,夏季光化学反应是大气中醛酮的重要源.夏季降雨对大气中醛酮化合物浓度影响明显,降雨前后大气中醛酮污染物浓度日变化的对比研究说明,湿沉降是大气中醛酮污染物的重要汇.同时检测出雨水中含11种醛酮化合物,其中甲醛浓度最高为166.3μg·L-1,乙醛浓度为43.63μg·L-1,丙酮浓度为34.33μg·L-1.     

北京大气中醛酮化合物污染特征与来源分析

为研究北京大气中醛酮化合物的污染特征,利用2,4-二硝基苯肼采样管采样-高效液相色谱仪分析的方法,于2020年1月—12月以及2020年5月26—29日对北京城区评价点(车公庄)大气中的13种醛酮化合物开展常规和加密监测分析,于2020年9月17—21日对北京城区评价点和北京东南边界点(永乐店)开展同步监测分析,并对醛酮化合物的来源进行了初步分析.结果表明：(1)2020年北京城区大气中醛酮化合物总浓度为(25.1±8.5)μg/m³,其中丙酮、甲醛和乙醛的贡献率分别为43.1%、30.7%和15.6%.臭氧生成潜势呈甲醛>乙醛>丙酮的特征,其中甲醛和乙醛对臭氧生成潜势的贡献率分别为66.5%和23.0%.(2)醛酮化合物总浓度呈夏季>春季>秋季>冬季的特征,甲醛和乙醛浓度日变化均呈“双峰”特征,均在12:00—15:00达第1个峰值,在17:00—19:00达第2个峰值.(3)同步监测期间,车公庄和永乐店的醛酮化合物总浓度分别为(24.4±7.8)(24.1±7.5)μg/m³,车公庄丙酮、甲醛的贡献率分别较永...     

广州市中心城区环境空气中挥发性有机物的污染特征与健康风险评价

于2009年11月5~9日,采用在线监测方法对广州市中心城区环境空气中31种VOCs物种进行了观测,对其浓度水平与变化特征、组成与来源、化学反应活性进行了分析,并利用国际公认的健康风险评价方法对VOCs的健康风险进行了评价.结果表明,31种VOCs物种的平均质量浓度为114.51μg·m-3(范围为29.42~546.06μg·m-3),烷烃和芳香烃是含量最为丰富的组分;31种VOCs浓度之和及烷烃、烯烃、芳香烃3类化合物的各组分浓度之和都呈现出早晚高,中午低的日变化特征.机动车尾气排放是研究区环境空气中VOCs的主要来源,同时汽油、液化石油气的挥发以及涂料和溶剂的挥发也是其重要来源.研究区VOCs气团对臭氧生成潜势贡献率最大的是芳香烃(42.5%)和烯烃(38.6%);甲苯、反-2-丁烯、间/对二甲苯、正丁烷、1,3,5-三甲苯等是VOCs中的关键活性组分.机动车尾气排放、汽油蒸发是导致研究区环境空气中臭氧形成的重要VOCs排放源.健康风险评价结果表明,己烷、1,3-丁二烯和BTEX对人体的非致癌风险(HQ)在3.95E-03~2.45E-01之间,对暴露人群不存在非致癌风险;1,3-丁二烯、苯的致癌风险值(RISK)分别为1.47E-05、5.34E-05,对暴露人群存在潜在的致癌风险.本研究结果与国内其它部分城市环境空气中苯系物健康风险评价结果的比较研究发现,我国城市环境空气中苯对暴露人群存在着较大的致癌风险,因此,我国有必要采取措施严格控制环境空气中苯的污染水平,尽早研究并制定环境空气中苯的环境基准和标准.     

西安西南郊“夏防期”大气VOCs污染特征及来源解析

于2021年8月1日—9月30日开展“夏防期”西安西南郊大气挥发性有机物（VOCs）污染监测,累计监测到不同大气VOCs组分70种. 基于监测结果梳理分析西安西南郊大气VOCs污染分布特征及进行臭氧生成潜势（OFP）评估,并运用PMF模型解析VOCs主要来源.结果表明：①监测期间西安西南郊平均TVOCs浓度为181.89 μg·m^-3,工业园区污染物浓度（189.32 μg·m^-3）整体略高于城区（164.96 μg·m^-3）,以甲醛和 乙醛为主的醛酮类物质占比最高（88.10%）,醛酮类物质浓度下午时段高于上午时段.②OFP评估结果表明,醛酮类物质对西安西南郊臭氧生成贡献较大,其中,甲醛、乙醛和丙醛是对该区域近地面O₃生成贡献最大的3种物质.③PMF源解析结果显示,西安西南郊大气VOCs主要来源依次为移动源、油气挥发源、溶剂涂料源、工业过程源,其中,以工业企业生产排放为主的溶剂涂料源与工业过程源均指向工业园区,表明当前西安西南郊大气VOCs来源以机动车尾气排放和工业园区企业生产排放为主.     

西安市新装修室内空气中醛酮类化合物的污染特征及健康效应

室内空气质量与人体健康息息相关，为了解新装修室内大气中醛酮类化合物的污染特征及健康效应，实验对西安市三个不同装修材料及不同装修风格房间的大气环境开展研究。使用2,4-二硝基苯肼硅胶提取小柱（DNPH）进行采样，并采用高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）对18种醛酮类物质进行检测，研究其污染水平及特征，并根据物质的光化学反应活性，计算其臭氧生成潜势（ozone formation potential，OPF），评估其对不同年龄段人群的非致癌和致癌健康效应。研究表明：（1）18种醛酮类物质在三个新装修房间空气样品中的总含量为79.9—194.4 μg·m⁻³，高于普通室内环境中的含量。且在供暖期含量显著增加，升高了23.9%—53.3%。其中丙酮、甲醛、乙醛、正壬醛是主要的污染物，其中丁酮在Room 2中显著高于其他两个房间。（2）甲醛和乙醛的光化学活性显著高于其他物质，因而对OPF贡献较大。丙酮虽然含量显著高于其他物质，但是由于光化学活性较低，对OPF贡献不显著。（3）乙醛超过了室内安全排放标准，且在Room 2和Room 3中的非致癌风险危险熵（hazard quotient，HQ）不容忽视。终身致癌风险评估（incremental lifetime cancer risks，ILCR）显示不同人群暴露甲醛的I_LCR均大于1×10⁻⁶，存在潜在健康风险。人群暴露乙醛的I_LCR值仅青少年和老年人在Room 1中低于1×10⁻⁶。由此可见新建住房室内空气中醛酮类物质的污染所产生的健康效应不能忽视。     

环境空气中醛酮类化合物检测方法优化与初步应用

环境空气中的醛酮类化合物是当今大气环境科学领域的研究热点.醛酮类化合物因反应活性较高、性质不稳定,导致检测较为困难.为准确测定环境空气中的醛酮类化合物,针对环境空气中质量浓度较高或活性较强的18种醛酮类化合物的采样和分析方法进行研究,并采用优化的方法于2018年5月对北京市典型城区环境空气中的醛酮类化合物进行了检测.结果表明:①与手动采样器同时同地点采样数据相比,自行制作的醛酮类化合物自动采样器能够实现连续采样,数据基本一致（R2为0.999 7）,其采样流速最大不超过0.8 L/min;醛酮类化合物采样管中杂质含量最高的乙醛为0.01 μg/管,小于我国HJ 683-2014《环境空气醛、酮类化合物的测定高效液相色谱法》标准限值（0.10 μg/管）.②采用所确定的二醛类化合物衍生化方法与质谱扫描条件可以成功检测乙二醛和甲基乙二醛两种二醛类化合物,建立了18种醛酮类化合物的标准曲线且标准曲线相关系数R2均大于0.995 0.③采用该优化方法得到北京市典型城区环境空气中18种醛酮类化合物质量浓度的日变化范围为17.73~88.42 μg/m3.      

Ambient levels of atmospheric carbonyls in Beijing during the 2008 Olympic Games

The measurements of atmospheric carbonyls concentrations in Beijing were conducted from 12 July to 8 October, 2008, covering the periods of the 2008 Olympic Games and Paralympic Games. Six carbonyls, including formaldehyde, acetaldehyde, acetone, butyraldehyde, valeraldehyde, and hexaldehyde, were identified in all air samples. The total average concentrations of these carbonyls before, during, and after traffic restriction were (48.1 ± 15.2), (36.6 ± 14.5) and (23.4 ± 12.3) μg/m3, respectively. Compared with the period after traffic restriction, the distinct high concentrations of the carbonyls before and during traffic restriction were primarily ascribed to the remarkable contribution of photochemical reactions. With respect to our previous investigation in the summer of 2005, the reductions of formaldehyde, acetaldehyde and acetone during traffic restriction period were about 64%, 47% and 27%, respectively, indicating that the air cleaning actions adopted by the Chinese government for the two games were efficient. The lowest levels of atmospheric carbonyls and the extremely high composition proportion of acetone after the traffic restriction were mainly attributed to the long-term effect of the control measures for the two games.     

上海市大气羰基化合物水平研究

建立乙腈-水-四氢呋喃三元梯度洗脱方法,利用HPLC-UV分离定量22种羰基化合物,并成功地分离了丙酮和丙烯醛.选取了2个采样点(工业区和商业区)对上海市大气中的羰基化合物进行了研究.结果表明,甲醛、乙醛、丙酮和2-丁酮(C1-C4羰基化合物)是上海市大气浓度较高的化合物,它们分别占羰基化合物总量的78.95%(工业区)和77.63%(商业区).在工业区,甲醛、乙醛、丙酮和2-丁酮的平均浓度分别为10.36、15.32、9.95和4.56μg/m3;在商业区,它们的平均浓度分别为10.00、10.04、7.80和2.81μg/m3.工业区的C1-C4羰基化合物平均水平要高于商业区.羰基化合物总量亦是工业区(53.64μg/m3)高于商业区(41.96μg/m3).羰基化合物的昼夜变化在工业区和商业区也比较一致,均是早高峰和晚上这2个时段的浓度很高,而其它时段较低.     

Levels, sources and health risks of carbonyls and BTEX in the ambient air of Beijing, China

The atmospheric concentrations of carbonyls and BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, m,p-xylene and o-xylene) were measured simultaneously at a same sampling site in Beijing from September 2008 to August 2010. The average concentrations of the total measured carbonyls during autumn, winter, spring, and summer were 37.7, 31.3, 39.7, 50.5 μg/m³, respectively, and maximal values for their diurnal variations usually happened at noontime. In contrast to carbonyls, the average concentrations of the total measured BTEX during the four seasons were 27.2, 31.9, 23.2, 19.1 μg/m³, respectively, and minimal values for their diurnal variations always occurred in the early afternoon. The average concentration for carbonyls increased about 24% from September 2008-August 2009 to September 2009-August 2010, for BTEX, increased about 15%. Integrated life time cancer risks for three carcinogens (benzene, formaldehyde and acetaldehyde) in Beijing exceeded the value of 1E-06, and the hazard quotient (HQ) of non-cancer risk of exposure to formaldehyde exceeded unity.     

基于蒙特卡罗模拟的沈阳城市表层土壤中多环芳烃的健康风险评价

为研究沈阳城市表层土壤中多环芳烃(PAHs)污染特征,于2017年9月采集了沈阳城区74个表层土壤样品,检测了土壤中16种优控PAHs的含量,并利用基于蒙特卡罗模拟的概率风险评价模型定量评估了其健康风险。结果表明:沈阳城市表层土壤中PAHs含量为283~21821 μg/kg,平均值为2370 μg/kg;与国内外其他城市土壤污染状况相比,沈阳城市表层土壤中PAHs的污染较为严重。健康风险评价结果表明,沈阳城市表层土壤中PAHs对儿童和成人造成的总致癌和非致癌风险均处于可接受的水平;其中,苯并[a]芘是致癌风险的最主要贡献物质,芘、荧蒽和菲是非致癌风险的最主要贡献物质。     

2014年北京APEC期间大气醛酮污染物的污染特征与来源分析

于2014年11月北京APEC会议前后,调查了大气醛酮污染物的变化规律及污染特征. 结果表明甲醛、乙醛和丙酮是主要污染物,占总醛酮污染物的82.66%,特别是甲醛,约占40.12%. APEC会议期间北京采取相关措施后,总醛酮污染物浓度下降了64.10%,醛酮污染物在会议前后的变化趋势与PM_2.5等污染物相似. 会议期间和会议后甲醛、乙醛、丙酮和总醛酮污染物之间(R²为0.67~0.98)的相关性较好,说明其有相同来源; 但会议前的相关性较弱,(R²-0.11~0.42和R² 0.16~0.94),说明其来源不同. 计算所得的诊断参数如C1/C2、C2/C3和OC/EC比值显示,会议前来自汽车尾气与燃煤的复合源,而会议期间和会议后燃煤排放比例增加,特别是在会议后.     

乘用车内空气质量健康风险评估

为研究我国乘用车内空气的污染现状,采用二次热解析-毛细管气相色谱/质谱联用及高效液相色谱法,测定了16个品牌的市售新车车内空气中BTEX(苯、甲苯、乙苯和二甲苯)、苯乙烯、甲醛、乙醛和丙烯醛等8种污染物质量浓度,并对其健康风险进行了评估. 结果表明:8种污染物的质量浓度除乙醛外均低于GB/T 27630—2011《乘用车内空气质量评价指南》中的标准限值,ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(乙苯)、ρ(二甲苯)、ρ(苯乙烯)、ρ(甲醛)、ρ(乙醛)和ρ(丙烯醛)范围分别为3.00～73.00、69.00～798.00、18.00～469.75、46.00～1 296.42、12.00～46.00、19.00～72.00、43.29～323.00和5.20～7.60 μg/m3. 致癌物质苯、甲醛和甲苯的质量浓度最高值分别为GB/T 27630—2011各自标准限值的66.36%、72.00%和72.55%;二甲苯质量浓度点离散程度较小,分布集中,其平均值为GB/T 27630—2011标准限值(1 500 μg/m3)的11.86%;ρ(乙苯)最大值为其标准限值的1/3左右;而ρ(苯乙烯)和ρ(丙烯醛)远低于各自标准限值. ρ(苯)和ρ(甲醛)对驾乘人员的健康均可能造成致癌风险. 对于男性职业司机,苯和甲醛平均浓度的致癌风险分别为US EPA(美国国家环境保护局)规定的致癌风险基准值(1×10-6)的18.86和60.67倍,而二者对女性职业司机的致癌风险仅比男性降低了12.53%;对于男性普通驾乘人员,苯和甲醛平均浓度的致癌风险分别为基准值的2.83和9.10倍,女性略低于男性. 二甲苯平均浓度的非致癌风险是US EPA规定的基准HI(非致癌风险指数,取1)的1.78倍. 研究表明,为降低车内空气中有害物质对车内乘员的健康危害,需要采用环保的内饰材料,改善车内空气质量.      

兰州主城区大气颗粒物质量浓度及健康风险

分别在2013年春季3月23日~3月29日和冬季12月15日~12月21日对兰州市主城区5个采样点进行采样,每天每个采样点采集8个样品,共采集有效样品560个.通过实验室分析和重金属健康风险评价,结果显示：兰州市主城区≤ 10μm颗粒物中,主要分布在5.8~10.0μm （春、冬季）、1.1~3.3μm （春季）和0.65~3.3μm （冬季）范围内,Pb在PM_3.3~4.7（一级支气管）中的质量浓度最大,分别为0.2352ug/m³（春季）和0.2177ug/m³（冬季）,Cd作为一种致癌重金属在PM_9.0~5.8、PM_4.7~1.1均被检出.儿童、成年男性、成年女性的非致癌风险值HZ在春季和冬季分别为0.842、0.360、0.345和0.842、0.326、0.361,低于1不存在非致癌的风险,致癌风险值RIS在10^-6~10^-4的范围内,不存在致癌风险,但儿童RIS值较高,对儿童的健康状况的影响,应受到社会群体的重视.     

城市污水处理厂恶臭挥发性羰基化合物的排放特征

选取广州市猎德污水处理厂进行为期4 d的现场采样,采用PFPH衍生化-GC/MS联用技术分析恶臭挥发性羰基化合物的组成特征和含量水平,研究它们的排放特征.结果表明,在该污水处理厂共检测出18种羰基化合物,其中具有恶臭气味的组分包括15种,它们在6个处理车间的浓度范围为0.39～19.92μg·m-3,总浓度均值为（68.66±10.05）μg·m-3.采取归一化方法获得了该类污染源的恶臭挥发性羰基化合物成分谱,并发现了分子标志物为甲醛、乙醛、丙醛、2-丁酮、丁醛和己醛,它们占该成分谱总含量的78.91%,其中己醛含量最高,浓度均值达到11.71μg·m-3.应用恶臭面源源强的计算方法,估算出该污水处理厂恶臭挥发性羰基化合物的年排放总量为2 302.33 kg·a-1,各车间的排放量贡献率由高至低为：生化池〉浓缩池〉A级曝气池〉提升泵房〉沉砂池〉脱水机房.由于污水处理厂的恶臭污染排放过程较为复杂,因此在一定程度上影响了排放量估算的准确度.