长白山温带森林单萜烯排放模拟

于2010年夏季,采用松弛涡度积累(Relaxed Eddy Accumulation)技术在长白山温带森林铁塔上测量了挥发性有机物(VOC)冠层尺度的排放通量,同步测量了气象参数、光合有效辐射(PAR)等,初步获得长白山阔叶林单萜烯的排放通量.同时,利用PAR能量守恒原理,建立了冠层尺度上单萜烯排放的经验模式.结果发现,模拟结果与测量结果比较一致,平均而言,模拟值高出测量值约20%～40%.采用不同方法对经验模式进行了检验,结果表明,采用比较各个采样时段平均值的方法可行,而且经验模式对于2010年夏季不同采样时段的平均值也给出了较好的模拟结果,其模拟值高出测量值约20%～24%.     

珠江三角洲地区天然源碳氢化合物的研究

使用封闭式采样法分析测定了珠江三角洲地区主要优势树种天然碳氢化合物的排放速率,用源调查法推算出该地区天然源碳氢化合物的排放通量,测定树种包括马尾松、湿地松、黎蒴、尾叶桉、南洋楹、大叶相思、荷木.经分析,所测树木排放的碳氢化合物主要有萜烯类和异戊二烯,其中鉴定出的萜烯有a-蒎烯,b-蒎烯,蒈烯,莰烯,桧烯,柠檬烯,罗勒烯等.同时,按9km9km的网格精度估算了珠江三角洲地区森林面积分布数据,根据测定的排放因子以及其他相关资料,首次对该地区天然源碳氢化合物的排放量进行了估算,计算出全年森林向大气中释放碳氢化合物19.610⁴t,占该地区大气中碳氢化合物排放总量的57%.     

GC-MS法测定植物排放的萜烯类化合物

采用流动式采样与气相色谱-质谱联用法研究了意大利撒丁岛Noak’s Ark自然生态区四种主要灌木树种Juniperus phoenicea(腓尼基桧)，Pistacia lentiscus(黄连木)，Phillyrea angustifilia，Chamaerops humilis(欧洲矮棕)的排放速率和排放特征。结果表明，JuniPerus phoenicea(腓尼基桧)，Pistacia lentiscus(黄连本)，Phillyrea angustifilia主要排放萜烯类化合物，其中包括α-蒎烯、β-蒎烯、苎烯、戊花烃、莰烯、β-水芹烯、桧烯、β-香叶烯和3-蒈烯等；Chamaerops humilis(欧洲矮棕)主要排放异戊二烯。在标准条件下(温度30℃，PAR为1000μmo1．m^-2．s^-1)，四种树种的排放速率分别为0.15、2．10、0．20和1．87μg／g(DW)．h。     

内蒙古沙漠化草原生物源挥发性有机物排放特征

2017年7月,采用动态箱采样法对内蒙古沙漠化草原的生物源挥发性有机物（BVOC）进行了研究,同时记录了温度、湿度和光合有效辐射等参数.结果表明：沙漠化草原羊草和冰草均排放了异戊二烯、α-蒎烯、β-蒎烯、α-水芹烯、3-蒈烯、α-萜品烯、对伞花烃、柠檬烯、γ-萜品烯、萜品油烯、罗勒烯和崁烯等12种挥发性有机化合物,羊草和冰草排放的BVOC平均排放通量分别为：（578.76±92.39）,（35.51±20.23）,（23.62±5.62）,（380.48±206.97）,（15.70±4.72）,（36.21±10.53）,（62.46±10.36）,（36.63±22.83）,（85.44±48.33）,（5.59±5.33）,（17.62±3.32）,（173.39±201.97）μg/（m²·h）和（587.36±298.57）,（7.24±0.28）,（80.09±0.32）,（204.49±122.10）,（4.64±0.83）,（9.96±3.32）,（18.86±5.73）,（4.49±4.37）,（63.02±27.51）,（7.26±5.09）,（23.06±1.86）,（32.30±26.29）μg/（m²·h）;羊草和冰草BVOC排放通量与温度和光合有效辐射变化规律呈现一致性,但各草种所受影响因子不尽相同,且其排放过程复杂,除冰草异戊二烯排放通量在15：00和17：00达到峰值外,其余BVOC排放通量与羊草BVOC排放通量均在11：00和15：00达到峰值.     

珠三角地区林木天然源碳氧化合物的排放及其对臭氧浓度的影响

使用封闭式采术法分析测定了珠江三解洲地区主要优势树种天然碳氢化合物的排放速率，用源调查法推算出该地区天然源碳氢化合物的排放通量，测定树种包括马尾松、湿地松、黎蒴、尾叶桉、南洋楹、大叶相思、荷木。经分析，所测树木排放的碳氢化合物主要有萜烯类和异戊二烯，其中鉴定出的萜烯有α-蒎烯、β-蒎烯、蒈烯、莰烯、桧烯、柠檬烯、罗勒烯等。同时，本报告按9km&;#215;9km的网格精度估算了珠三角地区森林面积分布数据，根据测定的排放因子以及其他地相关资料，首次对该地区天然源碳氢化合物的排放量进行了估算，计算出全年森林向大气中释放碳氢化合物19.6万t，占该地区大气中碳氢化合物排放总量的57%。根据二维格子空气质量模式和CBM-IV机理模拟了天然源排放碳氢化合物对研究地区臭氧产生浓度的影响。     

油松排放萜烯类化合物浓度的日变化及排放速率的研究

 采用封闭式采样和气相色谱法分析监测了北京主要树种油松排放的萜烯类化合物，其中包括α和β蒎烯、蒈烯、松油烯、柠檬烯和罗勒烯，以及少量异戊二烯。松油烯、B蒎烯、柠檬烯和蒈烯的排放量之和占油松排放碳氢总量的94％以上。萜烯和异戌二烯排放速率随日照和温度的升高而增加。萜烯等浓度的日变化表明在正午和午夜油松有两个排放高峰。在日均气温为18℃时油松的碳氢化合物平均总排放速率约为8.7μh/h.g。     

基于光谱分析仪的通量-梯度法测量小型池塘水-气界面温室气体交换通量

小型池塘作为内陆水体的一部分,是被忽视的温室气体重要排放源.本研究主要利用通量-梯度方法测量长江三角洲地区的一处小型池塘水-气界面温室气体(CO_2和CH_4)交换通量.结果表明:1零梯度测试结果显示本套通量-梯度系统测量H_2O、CO_2和CH_4通量的精度分别为7.525 W·m-2、0.022 mg·(m2·s)-1、0.054μg·(m2·s)-1,并且在正常实验观测期间3种气体(H_2O、CO_2和CH_4)的通量值分别有84%、80%和94%的结果高于零梯度测试精度,以上结果可以保证本套通量-梯度系统具有足够的精度测量池塘水-气界面温室气体交换通量;2通量-梯度计算结果表明此小型池塘在夏季为CO_2和CH_4的排放源,其排放通量平均值分别为0.038 mg·(m2·s)-1和0.889μg·(m2·s)-1,其中CH_4排放通量远高于内陆湖泊甲烷排放通量的中值,说明小型池塘的温室气体排放量是估算内陆水体温室气体排放量特别是CH_4排放量中不可忽视的重要量值,本研究结果可为准确估算区域温室气体排放量提供科学参考.     

淡水沼泽湿地CO2、CH4和N2O排放通量年际变化及其对氮输入的响应

利用静态暗箱-气相色谱法自2002～2004年连续3a观测了三江平原淡水沼泽湿地CO2、CH4和N2O 3种主要温室气体排放特征及外源氮素输入条件下温室气体通量的变化.结果表明,三江平原CO2、CH4和N2O 3种主要温室气体排放具有明显的季节及年际变化规律.其中生态系统呼吸CO1排放的最大值[779.33～965.40 mg·(m·h)-1]出现在7、8月份,CH4通量最大值[19.19～30.52 mg·(m·h)-1]出现在8月,N2O通量最大值[0.072～0.15 mg·(m·h)-1]出现在5月和9月,3种温室气体通量最小值CO2为2.36～18.73 mg·(m·h)-1;CH4为-0.35～0.59 mg·(m·h)-1;N2O为-0.032～-0.009 mg·(m·h)-1大都出现在冬季,且冬季淡水沼泽湿地表现为N2O的吸收.对气候因子的分析发现,温度条件是影响淡水沼泽湿地温室气体排放通量季节性变化的主要因子,而降水和积水水位变化是影响其排放年际变化的关键因素,特别是降水对CH4排放通量的影响较其它2种温室气体更显著,且冬季雪融水对夏季CH4的排放起重要作用.CO2和CH4排放与土壤温度(5cm)呈显著的指数相关关系,而N2O排放通量与土壤温度和水深相关性不显著.氮输入促进了三江平原CO2、CH4和N2O3种主要温室气体的排放,与对照处理相比,其排放通量分别升高了34%,145%和110%.     

闽江河口芦苇潮汐湿地甲烷通量及主要影响因子

2007年利用静态箱-气相色谱仪法对闽江河口区最大的鳝鱼滩芦苇湿地和入侵种互花米草斑块涨潮前、涨落潮过程及落潮后甲烷通量季节动态进行了原位测定,并利用室内培养-气相色谱仪法测定了芦苇湿地不同土层土壤甲烷产生潜力.结果表明,鳝鱼滩芦苇湿地全年均属于大气甲烷的排放源,排放通量具有明显的季节变化;涨潮前、涨落潮过程和落潮后甲烷通量大小并无一致的规律,平均排放通量分别为5.13、5.06和4.74 mg·m-2·h-1,差异不显著,其中涨落潮过程排放到潮水和大气环境的甲烷通量分别为2.98和2.08 mg·m-2·h-1.互花米草入侵斑块年均甲烷排放通量(11.02mg·m-2·h-1)明显高于芦苇湿地年均甲烷排放通量(4.98mg·m-2·h-1),互花米草入侵明显增加了闽江河口区湿地的甲烷排放通量.芦苇湿地0～40 cm土壤中甲烷产生潜力范围为0.029～0.123μg·g-1·d-1,0～5 cm土层的甲烷产生潜力最大,且与其它土层差异显著(P<0.05).气温、土壤温度和地上生物量对芦苇湿地甲烷排放影响显著(P<0.05),落潮后芦苇湿地甲烷排放通量与盐度有负相关关系.     

热脱附气相色谱质谱法测定空气中萜烯有机物

采用自动热脱附(ATD)和气相色谱质谱(GC/MS)联用技术,研究并建立了空气中11种萜烯有机物的测试方法。采用吸附剂Tenax TA进行吸附捕集时,α-蒎烯、莰烯、β-蒎烯极易发生穿透现象,三者的穿透率超过60%;与Tenax TA相比,吸附剂Carbopack B/CarbosieveTMS-Ⅲ可有效抑制萜烯有机物的穿透行为。ATD优化的操作参数为:一级脱附温度和时间分别选择为260℃和10 min,冷肼温度为-20℃,二级热脱附温度和时间分别为280℃和5 min。该方法测试结果准确,重现性和稳定性较好,方法的加标回收率为89%¹12%,相对标准偏差(RSD)小于11%。将该法用于室内空气中萜烯类有机物的测试,发现不同空气样品中均含有多种萜烯有机物,其总量约占总挥发性有机物(TVOC)的15%112%,相对标准偏差(RSD)小于11%。将该法用于室内空气中萜烯类有机物的测试,发现不同空气样品中均含有多种萜烯有机物,其总量约占总挥发性有机物(TVOC)的15%⁶5%,出现几率较大的有α-蒎烯、β-蒎烯、香叶烯、蒈烯、柠檬烯和柏木烯,松油醇较少出现。     

长江口潮滩湿地-大气界面碳通量特征

选择长江河口崇明东滩为典型研究区域,使用原位静态箱-气相色谱法,对长江河口潮滩湿地-大气界面碳通量(CH4和CO2)进行了为期一年的现场观测实验.结果表明,观测期内,崇明东滩低潮滩(CM-3)表现为碳的吸收汇,平均碳通量为-13.23 mg·m-2·h-4,且有明显的变化特征,8月为碳吸收的高峰期,2月碳的通量值最低;虽然低潮滩CH4年平均排放通量仅为0.04mg·m-2·h-1,在碳通量中所占比例很小,但却是大气CH4的持续排放源.中潮滩(CM-2)为大气CH4的排放源,在7月达到排放高峰;对CO2而言,光照条件下(明箱)以吸收为主,而无光照时(暗箱)中潮滩是CO2的排放源.中潮滩湿地-大气界面碳的年平均交换通量为51.79 mg·m-2·h-1,显著高于低潮滩,植被和有机质含量的不同是导致两者差异的主要原因.温度和光照是影响碳通量及其季节变化的重要因素.海三棱藨草植株和中、低潮滩藻类的光合作用均显著促进了潮滩对大气碳的吸收.     

规模化人工湿地的温室气体释放通量

基于规模化人工湿地工程——武河湿地的野外原位监测试验,采用静态箱-气相色谱法研究了人工湿地中温室气体(N₂O、CH₄和CO₂)释放特征与规律. 结果表明,武河湿地工程的N₂O和CH₄平均释放通量分别为14.35和35.54 mg/(m2·d),表现为N₂O、CH₄的释放源,但其释放通量低于城市污水处理厂;湿地(主要包括水体和土壤生物呼吸)的CO₂平均释放通量为2 889.4 mg/(m2·d). 人工湿地沿程N₂O、CH₄和CO₂释放特征有所不同,平均释放通量呈先升后降规律,在布水渠处N₂O释放通量最大,为51.92 mg/(m2·d);而6#溢流堰处CH₄释放通量最大,为182.03 mg/(m2·d). 人工湿地中温室气体释放亦具有明显的季节变化规律,表现为春夏季高于秋冬季.      

A biogenic hydrocarbon emission inventory for the U.S.A. using a simple forest canopy model

A biogenic hydrocarbon emission inventory system, developed for acid deposition and regional oxidant modeling, is described, and results for a U.S. emission inventory are presented. For deciduous and coniferous forests, scaling relationships are used to account for canopy effects upon solar radiation temperature, humidity and wind speed as a function of height through the canopy. Leaf temperature is calculated iteratively from a leaf energy balance as a function of height through the canopy. The predicted light and temperature levels are used with mean emprical emission rate factors and laboratory emission algorithms to predict hydrocarbon emission rates. For application to a U.S. inventory, diurnal emission fluxes of isoprene, α-pinene, other monoterpenes adn otehr hydrocarbons are predicted for eight land cover classes by state climatic division by month. The total U.S. emissions range from 22 to 50 Tg yr⁻¹ depending upon the formulation of different emission rate factors. In the case where the forest canopy model is not used, the isoprene emissions increase by 50% and terpene emissions increase by 6%. In case study analyses, the predicted leaf temperatures were within 1–2°C of observed for a deciduous forest, and predicted emissions were within a factor of two of observations. Further evaluation of the inventory using field measurements is required to determine the overall accuracy of the emission estimates.     

贵阳市2种不同类型草地的汞释放通量

利用动态通量箱法对贵阳市人工草坪和天然草地的汞释放通量进行了野外实测. 结果表明:春季和夏季的草地是大气中汞的来源,并未出现明显的季节性变化,其平均汞释放通量为(7.8±15.7)～(41.5±15.2) ng/(m2·h),且天然草地的汞释放通量明显高于人工草坪. 草地的汞释放通量具有明显的日变化特征,白天汞释放通量显著高于夜间,最大值通常出现在午后,最小值则出现在夜间. 草地的汞释放通量与光照强度、土壤温度、大气温度呈显著的正线性关系,与大气相对湿度呈负线性关系. 大气中气态总汞的质量浓度是影响草地汞释放通量的另一个重要因素. 大气中气态总汞质量浓度的升高能够抑制草叶片向大气中释放汞,而高质量浓度的气态总汞可导致大气中的汞向草叶片的强烈沉降.      

小兴安岭毛赤杨沼泽CH4、N2O排放规律及其对人为干扰的响应

选择小兴安岭山区毛赤杨（Alnus sibirica）沼泽为研究对象,利用静态暗箱-气相色谱法,研究两个生长季内（2007年和2008年）沼泽湿地在自然状态下CH4、N2O排放通量的变化规律及其主要影响因素,以及在不同采伐干扰（皆伐、45%择伐）方式下,CH4和N2O排放通量的变化过程.结果表明,2007年CH4和N2O平均排放通量分别为1.03 mg·m-2·h-1和58.56μg·m-2·h-1,2008年分别为20.57 mg·m-2·h-1和17.41 μg·m-2·h-1; CH4排放高峰期均发生在夏、秋两季,N2O排放规律不明显.皆伐沼泽和45%择伐沼泽CH4平均排放量分别为597.06、237.05 μg·m-2·h-1,N2O平均排放量分别为35.84、114.51μg·m-2·h-1;与天然沼泽相比,CH4排放量明显下降,N2O排放通量明显升高.水位是CH4排放的主要影响因子,但当水位达到一定高度时不再成为限制因子,土壤温度与CH4排放相关性显著,相对较低水位与相对较高土壤温度有利于N2O排放;积水水位是影响沼泽不同年份CH4和N2O通量排放差异的主要影响因子,采伐引起的土壤温度和水位的变化是干扰地与对照地CH4和N2O排放产生差异的主要原因.     

区域高时空分辨率VOC天然源排放清单的建立

将中尺度气象模式MM5应用于估算VOC天然源排放的研究,建立了高时空分辨率VOC天然源排放清单的估算方法.根据方法需要,确定了我国部分树木排放异戊二烯和萜烯的标准排放因子,各植被类型排放各种VOC的标准排放因子,以及各植被类型季节平均的叶生物量密度.应用该方法估算了华南地区满足区域空气质量数值模拟要求的高时空分辨率VOC天然源排放清单.结果表明,华南地区夏季典型日的VOC天然源排放总量约1.12×10⁴t,VOC排放速率具有明显的时空分布,其中地理分布取决于植被类型及其分布,日变化规律则依赖于太阳辐射和温度的高低.并讨论了VOC天然源排放估算过程中误差的来源     

人工湿地污水处理系统中氧化亚氮的释放规律研究

利用静态箱-气相色谱法研究了潜流和表面流人工湿地系统中N2O的释放规律和相关的氨氧化细菌.结果表明,潜流和表面流人工湿地的N2O平均通量分别为296.5μg.(m2.h)-1和28.2μg.(m2.h)-1,总体上均表现为大气N2O的排放源,前者的N2O平均释放通量高于农田、森林、草原和沼泽湿地等生态系统,潜流方式促进了N2O的释放.潜流和表面流人工湿地N2O通量有较大的月份差异和明显的日变化特征,最高值出现在7月,分别为(762.9±239.3)μg.(m2.h)-1和(91.9±20.3)μg.(m2.h)-1,一天中的极大值和极小值分别出现在中午和凌晨.温度和芦苇的生长情况对N2O通量有一定的影响.人工湿地系统进水端,较高浓度的污水和充足的碳、氮源,促进了硝化和反硝化过程,使得N2O通量均高于出水端.克隆结果表明,人工湿地污水处理系统中与N2O产生相关的氨氧化细菌主要为Nitrosomonas和Nitrosospira.     

红外掩日遥感监测炼油厂非甲烷烷烃排放通量

采用红外掩日通量遥感监测(SOF)技术分别在2014年5月~2015年12月和2021年10月监测了我国7座大型炼油厂(其中6座原油年加工量均超过1000万t)非甲烷烷烃排放通量(kg/h)及分布.每座炼油厂监测3~8d,测量18~73次,总计获得328个排放通量测量数据,根据国内炼油厂VOCs排放烟羽中非甲烷烷烃质量分数估算了VOCs排放量,结合监测期间实际原油加工量计算了非甲烷烷烃和VOCs排放系数.结果显示:7座炼油厂2014~2015年的非甲烷烷烃排放系数测定值为0.016%~0.11%,平均为0.081%;VOCs排放系数估算为0.020%~0.14%,平均为0.10%.无组织排放约占炼油厂非甲烷烷烃排放总量的70%以上,其中轻油贮罐排放占比过半.国内7座炼油厂2014~2015年非甲烷烷烃排放系数的最好水平与美国南加州6座炼油厂同期SOF监测的最好水平相当,但非甲烷烷烃排放系数的平均水平约为其平均水平的3.9倍,国内炼油厂的VOCs排放控制水平更加参差不齐.国内1座千万吨级炼油厂2021年监测的非甲烷烷烃排放通量和排放系数分别较2015年削减72.4%和74.2%.SOF可为石化VOCs无组织排放监测、量化和排放清单修订提供最佳实用技术,本研究结果提供了国内石化行业VOCs综合整治初期典型炼油厂非甲烷烷烃和VOCs的基线排放实测数据,以及1座千万t级炼油厂6a后治理攻坚效果.