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).     

上海市大气PM2.5中羰基化合物的研究

利用2,4-二硝基苯肼(DNPH)作为衍生化试剂,高效液相色谱/紫外检测法(HPLC/UV)定量检测上海市大气PM2.5中单羰基和二羰基化合物,共检测出5种单羰基化合物和2种二羰基化合物(乙二醛和甲基乙二醛).单羰基化合物中浓度最高的是甲醛和乙醛,其年平均浓度分别为(1579.47±672.81)ng/m3和(572.02±470.58)ng/m3;二羰基化合物乙二醛和甲基乙二醛的年平均浓度分别为(63.74±54.27)ng/m3和(97.28±39.62)ng/m3.研究发现上海市大气PM2.5中一些羰基化合物具有明显的日变化和季节变化规律:日变化表现为早晚高峰,而季节性变化单羰基化合物是冬天>夏天,二羰基化合物则是夏季>冬季.此外,PM2.5中羰基化合物的浓度还与温度、湿度、质量浓度具有一定的关系.     

广东鼎湖山空气中羰基化合物含量的调查

利用液相双质谱结合2,4-二硝基苯肼衍生的方法,对广东鼎湖山大气中羰基化合物的含量进行了调查研究.结果表明,32种羰基化合物几乎全部检出,其中,丙酮含量最高,其次是甲醛和乙醛;从日变化情况看,森林中羰基化合物的含量受气温和光合有效辐射的影响较大;另外,除了丙酮,其它大部分羰基化合物之间均显著相关(r=0.61～0.98,P<0.01).     

浙江嘉兴农场大气羰基化合物水平及来源

对浙江嘉兴农场的大气羰基化合物水平进行了研究,利用液相双质谱(LC-MS/MS)进行样品分析,检测出32种羰基化合物.结果表明,甲醛、乙醛、壬醛/2-壬酮和十二醛为最为丰富的羰基化合物,其平均浓度分别为13.99,8.76,7.77,7.13μg/m3,分别占羰基化合物总量的18.29%,11.45%,10.16%,9.32%.光化学反应和植物排放,尤其是水稻的排放,是嘉兴农场大气羰基化合物的主要来源;水稻收割活动还是乙醛和己醛的另一个来源.羰基化合物之间的相关性分析表明,甲醛与乙醛之间有显著线性相关(r=0.58,P0.70,表明庚醛与乙醛及其他高分子的羰基化合物亦有相同来源;十一醛、十二醛、十三醛、辛醛、癸醛和壬醛/2-壬酮之间的线性相关在0.95~0.99范围(P<0.01),表明其来源极为一致.     

佛山市冬夏季羰基化合物污染特征

2014年冬季和2015年夏季在佛山市采集了36个羰基化合物的样品,检测出了其中14种化合物并进行了定量分析.结果表明,佛山市冬夏季羰基化合物污染严重,采样期间冬季和夏季平均浓度分别为36.15μg/m~3±3.45μg/m~3和33.25μg/m~3±4.25μg/m~3.冬季三种主要污染物为:甲醛(8.54μg/m~3,23.65%)丙酮(8.20μg/m~3,22.69%)乙醛(5.79μg/m~3,16.03%);夏季主要污染物为:甲醛(14.63μg/m~3,44.01%)乙醛(6.22μg/m~3,18.70%)丙酮(5.23μg/m~3,15.73%);冬季羰基化合物日变化不大,上午与晚上浓度相近,下午浓度略高于上午和晚上;夏季羰基化合物日变化较大,上午与晚上浓度相近,下午浓度明显高于上午和晚上;佛山市冬季C1/C2和C2/C3的浓度比分别为1.56和14.35,夏季C1/C2和C2/C3的浓度比分别为2.63和15.56.佛山大气羰基化合物主要来源于人类活动.冬夏季采样期间甲醛、乙醛、丙酮和丙醛之间具有较好的相关性,可以表明这些羰基化合物可能有相似的来源.     

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.     

餐馆排放油烟气中羰基化合物浓度及分布特征

通过对餐馆排放的油烟烟气中羰基化合物的研究,发现在20种目标化合物中检测到18种,其中乙醛的浓度最高,其次是甲醛和丙酮。从分布上来看,直链的羰基化合物的浓度远远高于支链和环状的羰基化合物的浓度。因为无论是烹调油或者食物加热时都可以产生大量的羰基化合物。     

珠江口西岸冬季海陆风背景下羰基化合物的初步研究

于2008年12月7~9日对珠江三角洲新垦的大气环境进行连续加强观测,采用DNPH-HPLC/UV分析方法测量了冬季海陆风条件下大气挥发性羰基化合物的组成及浓度水平,研究了污染特征和来源.结果表明,新垦大气中共检测到17种挥发性羰基化合物,浓度变化范围为7.78′10-9~31.78′10-9,大多数物质地面浓度高于楼顶.其中浓度最高的污染物是丙酮,其次是甲醛和乙醛,三者占总羰基化合物浓度的比例高于70%.大气挥发性羰基化合物的浓度分布呈现出以12月8日为代表的受城区污染物长距离输送影响的变化规律,以及以12月7日和12月9日为代表的受海陆风影响的变化规律.甲醛/乙醛和乙醛/丙醛的特征比值及各成分相关性分析表明它们主要来自城区人为污染源的排放,其组成和含量的变化与污染物长距离输送过程和海陆风影响有密切关系.大气光化学反应生成的二次产物和当地植被排放亦是重要来源.     

广州医院低分子量羰基化合物研究

2004年1月2日-3月20日对广州市区4家医院室内外的低分子量羰基化合物进行了检测.实验方法是应用羰基化合物和2,4-二硝基苯肼(DNPH)迅速反应生成衍生物,产物在高效液相色谱上进行检测;每家医院连续采样5 d.结果表明:广州医院丙酮的质量浓度最高,其次是乙醛和甲醛,除甲醛外,室内羰基化合物的质量浓度稍高于室外;羰基化合物之间的相关性不好,可能是它们的来源比较复杂,如车辆排放、建筑装饰材料、医用试剂等,其中广泛使用酒精消毒可能是医院乙醛质量浓度偏高的原因.对医院甲醛、乙醛在人体内的暴露水平做了讨论,与其他类似场所相比,医院的暴露风险相对较小.      

不同燃料类型锅炉羰基化合物的排放特征

为探究不同燃料类型锅炉羰基化合物排放特征，选取以煤、生物质、石油焦和天然气为燃料的14台工业锅炉和2台燃煤电站锅炉作为研究对象，采用气袋-PFPH衍生-GC/MS方法采集和分析烟气中的21种羰基化合物.结果表明，不同燃料类型锅炉烟气中羰基化合物呈现明显差异（One-way ANOVA，F=4.458，P=0.028<0.05），其中羰基化合物质量浓度（9%基准氧量）排序是石油焦 > 电站锅炉 > 煤 > 天然气 > 生物质，分别为（6306.25±1335.35），（5745.96±2864.62），（4784.85±1698.20），（3589.51±1534.676），（1341.18±616.46）μg/m³.不同燃料类型的锅炉烟气中羰基化合物组分特征有明显差异性，但甲醛、乙醛、丙酮和丙醛等低分子量的羰基化合物均占比较大，燃石油焦、燃煤电站、燃煤、燃天然气和燃生物质锅炉中低碳羰基化合物总占比分别达到87.56%，91.36%，92.94%，78.70%和45.84%.最后，采用最大增量反应活性（MIR）和OH消耗速率评价烟气中羰基化合物物种的化学反应活性，结果表明，甲醛、丙醛、乙醛等低碳羰基化合物为关键活性物种.     

生物质锅炉羰基化合物排放特征分析

为了探讨生物质锅炉羰基化合物的排放特征,采用气袋采样-PFPH衍生-GC/MS分析的方法测量了6台生物质锅炉排放烟气中的21种羰基化合物.结果表明,这些生物质锅炉的烟气中羰基化合物排放特征存在明显差异,总体而言,己醛和丙醛浓度在测定的21种目标化合物中比重最高,分别占总量的29%~47%和19%~31%,其次为甲醛和丙酮,乙醛和壬醛.通过羰基化合物排放量与消耗的燃料质量比值估算了排放因子,6台锅炉羰基化合物排放因子介于3.06~18.29mg/kg之间,平均为9.45±6.05mg/kg.采用最大增量反应活性法（MIR）评价了羰基化合物的化学反应活性及臭氧生成潜势（OFP）,平均总的臭氧生成潜势（以O₃计）为5.97gO₃/gVOCs;己醛、丙醛、甲醛对OFP的贡献尤为明显,丙酮虽然占有较高的质量浓度,但对OFP的贡献较低.     

北京市某家具城室内空气污染水平与特征

为了解家具城室内空气污染状况,于2009年夏采样测定了北京市某家具城多个展区空气中苯系物(苯、甲苯、二甲苯)、总挥发性有机物(TVOC)、甲醛等羰基化合物的浓度.家具城室内空气中甲醛、苯、甲苯、二甲苯和TVOC的总体浓度(均值±标准差)分别为:(0.37±0.08)、(0.04±0.03)、(0.19±0.16)、(0.47±0.57)和(2.76±2.18)mg/m3;甲醛、二甲苯、TVOC的室内浓度分别为室外浓度的22、46和34倍.甲醛、二甲苯、TVOC的平均浓度均超过《室内空气质量标准》所规定的标准值,甲醛、TVOC最高浓度分别是标准值的5.1倍和14.8倍.家具城内羰基化合物总浓度为(689.3±94.8)μg/m3,超过室外浓度5倍,其中甲醛和乙醛的浓度最高,二者浓度之和占羰基化合物总浓度的75%以上;丙酮、4碳羰基化合物(异丁烯醛、甲乙酮、正丁醛)和己醛的浓度也较高.总之,家具城存在严重的室内空气污染.     

沈阳市郊区环境空气中醛酮类化合物的污染特征与来源分析

为探究沈阳市郊区环境空气中醛酮类化合物的污染特征,于2017年8月24日—9月2日采用2,4-二硝基苯肼固相吸附/高效液相色谱方法对沈阳市郊区醛酮类化合物进行观测分析,利用美国环境保护局推荐的人体健康风险评价方法对部分有毒有害醛酮类化合物的人体健康风险进行了评价,并利用比值法对醛酮类化合物的来源进行了初步分析.结果表明:醛酮类化合物质量浓度日均值范围为23.16~38.38 μg/m3;质量浓度最高的4种醛酮类化合物依次是丙酮、甲醛、正丁醛和乙醛,其质量浓度日均值的平均值分别为8.71、5.90、5.48和2.95 μg/m3.对·OH消耗速率(L_OH)贡献较大的醛酮类化合物物种是正丁醛、甲醛和乙醛,臭氧生成潜势贡献(OFP)较大的醛酮类化合物物种是甲醛、正丁醛和乙醛,在研究区影响醛酮类化合物光化学反应活性的物种主要是甲醛、乙醛和正丁醛.研究区观测期间,环境空气中甲醛和乙醛的致癌性风险值分别为1.18×10-5和5.91×10-6,对暴露人群存在潜在的致癌风险;乙醛的非致癌风险值为0.05,对暴露人群不存在非致癌风险.在研究区的一次臭氧轻度污染过程期间,环境空气中的甲醛和乙醛受天然源排放的挥发性有机物二次转化的影响减弱,甲醛、乙醛和丙酮受到炼焦工业和机动车等人为源排放的影响增强,而正丁醛主要受当地精细化工产业排放的影响.研究显示,沈阳市应加大对炼焦工业、精细化工和机动车来源排放醛酮类化合物的管制,以降低环境空气中活性醛酮类化合物及有毒有害醛酮类化合物的浓度.      

基于PMF和源示踪物比例法的大气羰基化合物来源解析:以南京市观测为例

大气羰基化合物在对流层大气化学中发挥着重要作用,其受到直接排放和二次生成的共同影响,来源研究面临挑战.本研究基于2017年3月在南京市开展的羰基化合物观测,分别利用源示踪物比例法（STR）和正交矩阵因子模型（PMF）对羰基化合物进行来源解析,并将二者结果进行比较,以探讨导致来源解析不确定性的因素.本研究共检测出11种羰基化合物,总体积分数范围为2.57×10^-9~22.83×10^-9,其中甲醛、乙醛和丙酮是主要组分,分别占羰基化合物总平均体积分数的36.8%、21.6%和18.5%.通过比较乙炔和甲苯作为示踪物时,以及第5和第10百分数作为背景体积分数时解析结果的差异,探讨了示踪物选取和背景体积分数对STR解析结果的影响.PMF解析出了交通排放源、石化化工源、涂料与溶剂使用源、二次生成及背景源和化工源这5类源.二次生成及背景源是羰基化合物最主要的来源,对甲醛、乙醛和丙酮的贡献分别为56.4%、48.2%和58.3%.STR和PMF解析结果的比较发现,STR法依赖于示踪物的选取,在VOCs来源复杂地区应用时需要进行严格评估.     

北京市城区大气羰基化合物的季节变化

2006年8月19～22日（夏季）、 10月24～30日（秋季）和2007年1月20～23日（冬季）,利用被动式扩散采样器(DSD-DNPH)对北京市城区5个地点C₁～C₁₀羰基化合物进行了采样.通过高效液相色谱(high performance liquid chromatography, HPLC)分析, 20种羰基化合物被检测出,在夏季、秋季和冬季其总浓度分别为(89.1±23.6)、(85.2±17.5)和(40.0±9.8) μg/m³.其中,甲醛、乙醛和丙酮是浓度最高的3种羰基化合物,它们的浓度从冬季的(7.1±2.1)、(10.3±3.1)、(9.5±1.8) μg/m³增长到夏季的(15.3±9.2)、(12.9±4.9)、(13.3±3.5) μg/m³和秋季的(13.2±4.0)、(13±4.4)、(15.3±4.0) μg/m³.定性分析表明,羰基化合物的污染来源,冬季主要是机动车污染,而夏季和秋季则是来自光化学反应、机动车和餐馆油烟的综合污染.此外,在风速较大、扩散条件较好的条件下,甲醛、乙醛和丙酮等主要污染物浓度明显降低,表明扩散条件对羰基化合物浓度的影响较明显.     

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.     

炼油厂废水处理站挥发性羰基化合物成分谱研究

选取广东某大型炼油厂废水处理站进行现场采样,采用PFPH衍生化-GC/MS联用技术分析挥发性羰基化合物(oVOCs)的组成特征和含量水平,研究了其源排放特征、化学反应活性.结果表明,在该废水处理站大气中共检测出20种挥发性羰基化合物,各化合物的浓度范围为0～68.80μg.m-3,各废水处理单元oVOCs总浓度均值为(253.02±124.5)μg.m-3.背景校正后的质量浓度表明,各废水处理单元的大气中14种挥发性羰基化合物均占到总含量的90%以上,其中己醛含量最高,浓度均值达到(44.74±20.89)μg.m-3,其次是2-丁酮和乙醛,浓度均值分别达到(30.47±12.94)μg.m-3、(23.51±14.57)μg.m-3.通过计算化学活性和大气寿命筛选出分子标志物,并建立了废水处理站的oVOCs源成分谱.     

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.      

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...     

北京及周边地区大气羰基化合物的时空分布特征初探

利用2,4-二硝基苯肼（DNPH）/HPLC方法,于2010年6月24日、7月22日、8月24日、9月14日（夏季）和2011年1月13日（冬季）,在北京及周边地区38个采样点组织5次同步观测,测定了大气中23种羰基化合物的浓度水平.观测结果表明,北京市各类站点夏季和冬季的总羰基化合物体积分数分别为（16.38±6.03）×10-9,（8.50±5.27）×10-9;周边城市夏季和冬季的体积分数分别为（13.19±5.71）×10-9,（13.05±2.44）×10-9.区域大气中最主要的羰基化合物是甲醛、乙醛和丙酮,三者约占总羰基化合物浓度的78%～91%.夏季羰基化合物的浓度水平明显高于冬季,并且上午09：00～12：00时段的浓度高于下午13：00～16：00时段的浓度.在空间分布上,北京市夏季羰基化合物的高值区主要集中在交通密集的主城区,而冬季受西北风影响呈现由西北向东南递增的趋势.夏季,机动车尾气对大气羰基化合物有显著的一次和二次贡献,同时在不利的气象条件影响下,造成城市地区羰基化合物的污染现象.冬季,大气羰基化合物以一次排放为主,燃煤和机动车可能是主要的污染源.