大气中羰基化合物的研究进展

羰基化合物是大气中重要的毒性挥发性有机物.近lO年来国内外学者对大气羰基化合物进行了较多的调查和研究.文章对相关调查研究的主要发现进行了系统的综述.文献资料显示.国内的研究主要集中在北京、广州、青岛、杭州和香港.尤其是广州.在最常检测到的羰基化合物中,甲醛、乙醛和丙酮的浓度相对较高.绝大部分研究发现,羰基化合物浓度呈现市区和工业区的高于郊区或乡村的,室内的高于室外的,夏季的高于冬季的,并且有明显的日变化规律.很多研究者根据甲醛/乙醛(C1/C2)和乙醛/丙醛(C2/C3)浓度比以及不同羰基化合物间的相关性来推断羰基化合物的可能来源,这些可能来源包括汽车尾气、大气光化学反应等.但上述方法不能判断羰基化合物的准确来源及不同释放源的贡献率.作者认为,应该借助碳同位素分析方法或其他新技术来加强大气羰基化合物的释放源及其贡献率的研究.此外,大气羰基化合物在不同气候条件下的形成、反应、迁移和转化机理也值得进一步研究.     

广州大气低分子量羰基化合物的季节变化

对广州市区荔湾和五山两个代表性采样点的低分子量羰基化合物(甲醛、乙醛、丙酮和丙醛)进行了季节变化研究.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检测.按冬、夏两季进行样品采集,每次连续采样4 d.研究发现丙酮质量浓度最高,其次是甲醛和乙醛.夏季的羰基化合物质量浓度值高于冬季的.除丙酮外,甲醛、乙醛、丙醛的质量浓度是荔湾采样点高于五山采样点.甲醛/乙醛、乙醛/丙醛质量浓度比值显示广州大气中羰基化合物主要与人为来源有关.羰基化合物之间的相关性冬季好于夏季,暗示羰基化合物冬季来源比夏季简单.羰基化合物的来源主要有汽车排放、大气光化学反应,还可能与植物排放、烟草烟气、实验室所用溶剂有关.     

植物排放的羰基化合物及其与大气的交换

综述了植物来源的羰基化合物的研究结果,并着重总结了植物与大气之间羰基化合物的交换研究.羰基化合物在植物与大气之间的交换包括植物本身排放羰基化合物、羰基化合物沉降到植物叶片以及植物对羰基化合物的吸收和代谢3个过程.在植物周围空气中羰基化合物的浓度与交换补偿点的关系决定交换的方向:羰基化合物是被植物排放到大气中,还是沉降到植物叶面.当其在空气中的浓度低于补偿点时,植物排放羰基化合物;而当其在空气中的浓度高于补偿点时,羰基化合物沉降到植物叶面.作者还提出,与人类生活密切相关的景观植物的排放应受到格外的重视.利用植物代谢有害污染物的能力来净化空气,是植物修复技术在大气污染环境中的应用.筛选吸收、代谢污染物强的植物种类,科学搭配种类组成,建立不同类型的人工植物群落,以实现最佳植物净化效果.将环境科学与生态学、遗传学等多学科结合起来,探索更为理想的植物修复方法是未来的主要研究方向.     

热解析-GC/MS方法测定大气中的羰基化合物

本文发展了五氟化苯肼(PFPH)衍生化.热解析-GC/MS方法,质谱采用SIM扫描方式,可实现对大气中23种羰基化合物的测定,并建立了方法相应的质量控制和质量保证(QA/QC)程序.采用美国环保局TO-15标准气体测量了这些羰基化合物衍生化采集测定的相对误差.方法检测限为0.01-0.25nmol,对大气样品采集测定的相对误差为-7.8%-40.2%.在2007年"好运北京"奥运测试赛的机动车限行前后和限行期间对大气中的羰基化合物进行实际观测,测得的羰基化合物的总平均浓度为31.47±11.53μg·m-3,主要组分为2,5-二甲苯苯甲醛、乙二醛、乙醛、正癸醛和苯甲醛.结果表明,2007年车辆限行期间,大气中羰基化合物浓度水平较2005年观测有显著降低.     

福建省沿海独立岛屿(东山岛)大气颗粒物中多氯联苯的区域背景

为了研究海洋背景区域大气中多氯联苯(PCBs)的污染状况,于冬、春和夏季在福建省沿海岛屿东山岛连续采集大气颗粒物样品.结果显示,东山岛大气颗粒物中PCBs浓度范围为0.11—16.95 pg·m~(-3),平均值5.53±4.31 pg·m~(-3).通过对比其他区域发现,东山岛大气颗粒物中PCBs处于较低水平,其含量与海洋背景区域相当.PCBs浓度季节变化明显,表现为冬春季高而夏季低.冬季,PCBs以高氯取代化合物为主,而春、夏季以低氯取代化合物为主.气团来源的季节性变化、气象条件参数(如降雨量、温度、大气压、风速、相对湿度、水气压)是影响PCBs浓度变化的主要因素.东山岛大气颗粒物中PCBs的干沉降通量为1.34 ng·m~(-2)·d~(-1),冬春季沉降通量明显高于夏季,按照东山岛海域覆盖面积(36200 km~2)估算,每年PCBs以干沉降入海通量约为12.84 kg.     

用HPLC 分离和鉴定大气中的羰基化合物

大气中的挥发性羰基化合物可以通过2,4-二硝基苯肼(DNPH)原位衍生化而被捕集.采用反相HPLC 可以洗脱和分析这些羰基衍生物.本文采用该方法监测了美国佛蒙特州大气样品中的痕量甲醛、乙醛和丙酮.     

龙凤山区域大气本底站一氧化碳浓度的变化特征

对大气中一氧化碳浓度进行长期、定点和规范化监测,了解其浓度变化趋势和区域分布,有助于深人了解其源、汇的分布和大气氧化过程的变化情况.     

模拟东亚夏季风对中国东部地区大气中α-六六六(α-HCH)时空分布的影响

以中国为研究区域,利用CanMETOP模型模拟了2005年大气中α-六六六(α-HCH)浓度的变化,并分析了东亚夏季风对我国东部地区大气中α-HCH浓度时空分布的影响.模拟结果表明,6月15日-8月15日期间,东北、华北和东南地区的α-HCH平均大气浓度分别为260 pg·m~(-3),74 pg·m~(-3)和41 pg·m~(-3).大气浓度具有明显的时空分布特征,从6月15日在我国东南地区开始出现了较高的大气浓度堆集,6月24日达到最大值(259 pg·m~(-3)).在向我国北部传输过程中,7月1日在东北形成的气旋区域出现最大值(1947pg·m~(-3)).此后,东南地区的大气浓度均处于较低的水平(<50 pg·m~(-3)),而东北地区的大气浓度一直处于100-350 pg·m~(-3)之间的较高水平.分析结果表明,东亚夏季风可以将东南地区大气中的α-HCH传输至东北地区,并在东北区域堆集.     

北京市西城区居民室内空气低分子量羰基化合物污染调查

2009年11月—12月对北京市西城区7个社区210户家庭室内的低分子量羰基化合物进行了采样分析.实验采用2,4二-硝基苯肼（DNPH）涂布的硅胶柱采样,液相色谱分析检测.结果表明,所有家庭都检测到甲醛、乙醛、丙酮和丙烯醛,其质量浓度水平相对较高;室内装修会增加室内羰基化合物的污染;甲醛和乙醛人体暴露水平评估结果表明北...     

臭氧过量条件下异戊二烯氧化生成羰基化合物的产率

利用长光路傅立叶变换红外光谱(LP-FTIR)原位跟踪的方法,模拟研究了异戊二烯与过量臭氧氧化反应产生羰基化合物的过程.在反应温度(294±2)K,压力为1·01×105Pa空气,O3过量的条件下,异戊二烯很快反应完全,反应中生成的羰基产物主要包括甲基丙烯醛(MACR)、甲基乙烯基酮(MVK)、丙酮醛(MG)和甲醛(HCHO);产物中还包括甲酸(HCOOH)、一氧化碳和二氧化碳.由于MACR和MVK继续与O3反应直至完全,它们的产率随时间而变化,反应过程中观测到的最大产率分别为0·33±0·02和0·21±0·02;而MG,HCHO,HCOOH,CO和CO2不与O3发生反应,最终产率分别为0·48±0·03,0·87±0·03,0·49±0·03,0·60±0·03和0·65±0·10.异戊二烯臭氧氧化反应对大气羰基化合物特别是甲醛和丙酮醛具有重要贡献.     

大气颗粒物水溶性重金属元素研究进展

以As、Cd、Cr、Cu、Ni、Mn、V、Pb和Zn为研究对象,总结历史及自身研究结果,从大气颗粒物水溶性重金属的分析方法、浓度水平、化合物形态、水溶性及其影响因素等方面进行分析.结果表明,发展中国家大气颗粒物水溶性重金属浓度较高,国内水溶性Zn和As污染严重,特别是As已超过国家空气质量标准中的浓度限值;大气中Zn、Pb、Cd、As和V的浓度和水溶性都较高(37.69%—58.65%),应受到广泛关注;大气颗粒物中重金属的水溶性主要受颗粒物粒径大小、酸碱性、重金属与颗粒物结合方式、金属化合物形态和来源的影响.研究结果可以为大气重金属污染控制和人体健康影响评估的开展提供理论基础.     

青海省瓦里关地区近十年来大气本底化学组分的变化特征

利用1994年至2005年青海省瓦里关地区连续监测的大气CO2浓度、O3总量、近地面O3浓度,以及1991年至2004年和1990年至2004年气瓶采样的大气CH4浓度和CO浓度的资料,分析了大气中化学组分近十年来的变化特征.结果表明:瓦里关地区大气中CO2浓度明显呈逐年增加的趋势,年平均增长率约为1.87μmol·mol-1·a-1,且具有明显的季节变化;大气中O3总量表现为复杂的年际变化和稳定的下降趋势;地面O3浓度具有明显的季节变化且呈缓慢的上升趋势;大气中CH4浓度也呈逐年上升的趋势;大气中CO的浓度变化不明显.     

使用UHPLC和三重四极杆LC/MS/MS对室内及车内羰基化合物的分析

采用超高效液相色谱(UHPLC)和LC/MS/MS方法,并通过与2,4-二硝基苯肼(DNPH)衍生的方式测定空气中游离的羰基化合物.该方法采用具有DAD检测功能的UHPLC和三重四极杆LC/MS/MS对目标分析物进行定性和定量.使用Agilent Poroshell 120 EC-C18 HPLC色谱柱可在12 min内分离14种羰基DNPH化合物.相对于LC法,LC/MS/MS方法可提供更低的检测限.借助多反应监测技术,可以分离出更多种羰基DNPH化合物.     

杭州地区大气气溶胶中水溶性离子特征的城郊对比分析

长江三角洲地区大气气溶胶污染比较严重,多数城市大气中PM10为首要污染物.近年来,对杭州城区和临安区域本底站的大气气溶胶的研究逐渐被关注,但是缺乏城市地区与区域本底的对比研究.本研究通过分析杭州城区和临安区域本底地区的气溶胶中水溶性离子的浓度及其粒径分布特征,探讨了大气气溶胶的来源和输送规律.     

广州万顷沙大气中醛酮类化合物的污染特征与来源分析

对广州万顷沙大气中的醛酮类化合物进行了检测。实验方法是应用醛酮类化合物和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检测。结果表明,大气中可以检出12种醛酮类化合物,其中丙酮质量浓度最高,其次是甲醛、乙醛和丙醛。这4种化合物平均质量浓度分别是22.07、9.99、7.80和1.20μg·m-3。白天醛酮类化合物的质量浓度比夜晚的高。ρ（甲醛）/ρ（乙醛）、ρ（乙醛）/ρ（丙醛）的数值显示大气中醛酮类污染主要和人为来源有关。甲醛、乙醛、丙醛和丁醛的质量浓度具有良好的相关性。广州城区的污染物随风迁移到万顷沙,使万顷沙也具有城市环境污染特征。     

辽宁本溪大气颗粒物浓度特征

利用本溪大气成分监测站2008年3月至2009年2月大气颗粒物监测仪GRIMM180的连续监测资料,对该地区大气颗粒物的质量浓度变化、谱分布特征以及大气颗粒物与气象因素的关系进行分析研究.结果表明,本溪PM10和PM2.5平均质量浓度分别为0.086 mg.m-3和0.058 mg.m-3,其日平均质量浓度变化幅度较大;冬季和夏季质量浓度日变化均呈现明显的双峰双谷特征;数浓度谱分布较好地符合Junge分布;PM10日平均值超标率为8.7%,且大气颗粒物主要是以细粒子的形式存在;随风速的增大大气颗粒物质量浓度基本呈现逐渐减小的趋势,当风速〉0.6 m.s-1时,大气颗粒物质量浓度随风速增大下降明显,风速〉3.0 m.s-1时,下降的趋势减缓;降水过程对大气颗粒物有清除作用,其中对粗粒子的清除效果非常明显.     

绿色工艺无溶剂合成β-羰基膦酸酯（英文）

β-羰基膦酸酯具有广泛的生物学活性,在著名的Horner-Wadsworth-Emmons(HWE)反应中用于合成α,β-不饱和羰基化合物.为克服现有合成β-羰基膦酸酯类化合物的方法存在的缺陷,在一种无溶剂环境下利用烯烃、亚磷酸酯和氧气为原料,铜/铁共催化氧膦化酯制备β-羰基膦酸酯.结果显示:该反应具有良好的选择性和底物普适性,利用简单易得的起始物料有效地获得一系列β-羰基膦酸酯,并能获得32%-77%的收率.此外,将该反应放大至10克级其收率没有显著下降.进一步利用1H NMR、13C NMR、31P NMR及HRMS等技术对β-羰基膦酸酯化合物进行了结构表征.本研究提供了一种实用、成本低廉、高效、绿色工艺合成β-羰基膦酸酯的方法.     

杭州地区大气细颗粒物浓度变化特征分析

利用2012年杭州地区(杭州、桐庐、建德、淳安)大气颗粒物监测仪TEOM1405D的连续观测资料,对该地区PM2.5质量浓度的变化特征及其与气象条件的关系进行了分析研究.结果表明,2012年杭州、桐庐、建德、淳安PM2.5年平均浓度分别为50.0±25.7、46.5±22.0、42.1±21.8、36.9±21.2μg·m-3,空间上呈现至北向南逐渐下降的变化趋势.受边界层高度、降水等气象条件影响,4个站点PM2.5浓度的季节变化基本表现为秋季冬季春季夏季,其中秋、冬季PM2.5超标日数高达80%左右.杭州地区PM2.5日变化呈现明显的双峰型特征,其峰值出现时间与人们的早晚出行高峰有较好的对应关系.对比不同站点PM2.5浓度变化可以看出人口密集城市区域气溶胶浓度要显著高于乡村地区.通过拟合小时平均值最大出现频率得出杭州地区最具代表性大气状态下PM2.5的浓度值为21.2μg·m-3.风向风速与PM2.5浓度的关系表明杭州主要以本地污染为主,桐庐受本地污染和区域输送双重影响,建德主要表现为区域输送.     

2007年夏季北京大气CO检测分析

采用经过改进的装配有氧火焰离子化检测器(FID)的气相色谱仪(GC),配合自动进样、分析和标定系统,以10min一次的采样频率,于2007年7月-9月,在中国科学院大气物理研究所铁塔分部连续采样,监测北京大气CO浓度变化.结果表明,北京城市大气CO浓度日变化呈双峰型,两峰值出现的时间分别为7:00-8:00和23:00-24:00,浓度分别达3.66×10-6V/V和4.92×10-6V/V.北京大气CO的浓度变化受源排放强度和气象要素共同影响.机动车限行,对降低大气CO的浓度效果明显,但天气过程对CO的清除作用也不可忽视.     

Variation pattern of water-soluble ions in atmospheric at Lin＇an regional background station

为研究我国长江三角洲地区气溶胶污染的区域特征,2008年4月、7月、10月和2009年1月,在临安区域本底站利用安德森（Andersen）分级采样器进行了大气气溶胶采样,样品用离子色谱（IC）进行了分析.结果表明,临安区域本底站SO2/4-、NH4＋、K＋的浓度在粒径0.43—1.1μm出现峰值;Ca2＋、Mg2＋的浓度在粒径3.3—5.8μm出现峰值;NO3-、Cl-、Na＋的浓度在粒径0.43—1.1μm和3.3—5.8μm出现峰值.气溶胶各个粒径段上的阳、阴离子电荷比均小于2.在降水过程个例分析中,降水之后临安区域本底站的总离子浓度增加了10.9μg·m-3;粒径分布除SO2/4-和K＋有明显变化以外,其它离子没有明显变化.通过霾日和非霾日的浓度变化分析发现,细粒子中SO2/4-、NH4＋的浓度的增加是造成霾天气的主要原因.