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.     

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).     

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.     

五氟苄基羟胺衍生与GC/MS联用分析大气中的单羰基化合物和多羰基化合物

利用涂布五氟苄基羟胺（PFBHA）的Tenax-TA作为固体吸附剂,采取主动采样的方式采集大气中羰基化合物,再经溶剂洗脱和氮吹浓缩后用气相色谱/质谱（GC/MS）分析,成功检测到14种单羰基化合物和2种二羰基化合物（乙二醛与甲基乙二醛）.研究表明：在吸附剂的装载量为50mg的前提下,当衍生剂的涂布量为260nmol,采集流速为50mL·min^-1时,采集效果最佳.羰基化合物的检测限、平行样的相对标准偏差和样品的加标回收率范围分别为0.54～3.83ng·m^-3、1.0%～14.2%、89.2%～113.8%.该方法在实际大气样品中合适的采样时间为0.5～8.0h.利用此法对上海市宝山区大气中羰基化合物进行了检测,成功检测到16种羰基化合物,且具有明显的日变化趋势.     

机动车尾气排放羰基化合物研究进展

羰基化合物是大气中很重要的一类有机污染物,是光化学反应中的重要活性组分,对于光化学反应有重要的促进作用,同时会产生多种氧化性自由基。机动车排放是大气中羰基化合物的重要人为源,尤其对于城市大气其贡献率更大。文章对羰基化合物的采样和分析方法进行了文献总结,提出了离线与在线方法测定羰基化合物各自的优点与弊端;并归纳了机动车羰基化合物的排放规律和影响因素。针对目前已有研究存在的不足,进一步提出了研究展望。     

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.     

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.     

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.     

大气中羰基化合物GC/MS分析方法

介绍了一种灵敏度高、可靠并且能同时检测大气中20种羰基化合物(C1～C10)的分析方法.该方法是采用涂布PFPH(衍生剂)的Tenax TA作为固体吸附剂采集大气样品,然后再经过溶剂洗脱和气相色谱/质谱(GC/MS)分离检测的一项分析技术.校正曲线的可决系数(R2)、检测限(LOD)、平行样标准偏差(RSD,n=6)、回收率分别为0.995～1.00,0.15～1.04ng·m-3,7.3%～15.8%和92.7%～109.2%.该方法成功地应用到对大气中羰基化合物的定量检测.对羰基化合物浓度的日变化分析表明,上海大气中羰基化合物浓度变化与大气光化学反应的强弱有密切关系.     

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.     

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.     

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.     

The pollution levels, variation characteristics, sources and implications of atmospheric carbonyls in a typical rural area of North China Plain during winter

Atmospheric carbonyls were measured at a typical rural area of the North China Plain (NCP) from November 13 to December 24, 2017 to investigate the pollution characteristics, sources and environmental implications. Fifteen carbonyls were detected, and formaldehyde, acetaldehyde and acetone accounted for about 81% at most. The concentration of the total carbonyls in heavily polluted days was twice more than that in clean days. In contrast to other carbonyls, m-tolualdehyde exhibited relatively high concentrations in the clean days in comparison with the polluted days. The ratios of three principal carbonyls to CO showed similar daily variations at different pollution levels with significant daytime peaks. Multiple linear regression analysis revealed that the contributions of background, primary and secondary sources to three principal carbonyls showed similar variation trends from the clean level to the heavily polluted level. The OH formation rate of formaldehyde showed a similar variation trend to its photodegradation rate, reaching the peak value at noon, which is important to maintain relatively high OH levels to initiate the oxidation of various gas-phase pollutants for secondary pollutant formation at the rural site. OH radical consumption rate and ozone formation potential (OFP) calculations showed that formaldehyde and acetaldehyde were the dominant oxidative species among measured carbonyls. As for OH radical consumption, n-butyraldehyde and m-tolualdehyde were important contributors, while for ozone formation potential, n-butyraldehyde and propionaldehyde made significant contributions. In addition, the contribution of carbonyl compounds to secondary organic aerosol (SOA) formation was also important and needs further investigation.     

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.     

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.      

Seasonal,diurnal and nocturnal variations of carbonyl compounds in the semi-urban environment of Orléans,France

Atmospheric carbonyls were measured at a semi-urban site in Orléans, France, from October 2010to July2011. Formaldehyde, acetaldehyde and acetone were found to be the most abundant carbonyls, with average concentrations of 3.1, 1.0, 2.0 ppb, respectively in summer, 2.3, 0.7, 2.2 ppb, respectively in autumn, 2.2, 1.0, 2.1 ppb, respectively in spring,and 1.5, 0.7, 1.1 ppb, respectively in winter. Photo-oxidation of volatile organic compounds(VOCs) was found to make a remarkable contribution to atmospheric carbonyls in the semi-urban site based on the distinct seasonal and diurnal variations of the carbonyls, as well as the significantly positive correlations between the carbonyls and ozone. The significantly negative correlations between NO x and O_3 as well as the carbonyls and the positive correlations between wind speed and O_3 as well as the carbonyls implied that the carbonyls and O_3 at the semi-urban site were probably formed during air mass transport from neighboring cities.     

广州街道空气中挥发烃类特征和来源分析

采用固相吸附－热脱附－色谱／质谱检测器联用的方法分析了广州市街道空气中的发挥有机物。样品采自广州市区街道的３２个采样点,主要探讨了其中单环芳烃和正构烷烃的特征和可能来源;选取１３种烃类化合物进行进一步的因子分析,结果表明,这些挥发烃类可能主要来自汽油机车、工业和柴油机车的排放。多元线性回归分析表明３种源对所选挥发烃类的平均贡献分别为６４％、２３％和１３％。     

广州市污水污泥中的重金属及其农用探讨

分析了广州市6种污水污泥中重金属(Zn,Cu,Pb,Cr,Mn和Ni)质量分数及其存在形态,并对污泥农业利用过程中施用的最大量进行了估算.结果表明:广州不同来源污水污泥中.(Cu),w(Zn),w(Mn)和,(Ni)较高,变幅较大,而w( Ph )和w( Cr)低.除一种污泥中w(Cu)超标外,其他重金属基本符合国家农用控制标准(G1318918-2002),但所有污泥中重金属质量分数都超过广州市农田土壤平均值.不同重金属以及同一重金属在不同污泥中的形态分布也不同,其中Zn,Mn和Ni的潜在迁移性强,Cu和Cr中的还原态占有很大的比例,污泥中Pb主要以还原态和残渣态存在.根据广州市主要旱地赤红色土壤静态环境容量和动态环境容量计算表明,污泥农用过程中Cu和Zn是主要监控污染元素,不同来源污泥的最大施用量有明显差异.为保证土壤环境的安全,建议将Cu和Zn作为控制城市污水污泥农用过程中最高施用量的计算参考指标.     

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.