我国典型城市环境大气挥发性有机物特征比值

城市环境大气挥发性有机物(VOCs)比值能够提供有用信息.基于在我国典型城市进行的7次VOCs观测数据,利用正交最小二乘法(ODR)、线性拟合法等4种方法计算了VOCs组分比值,并探讨其在监测数据质量评估、来源诊断和光化学过程研究中的应用.结果显示:间,对-二甲苯与邻-二甲苯浓度在7次观测中均呈现非常好的相关性(r为0.975~0.997),且不同观测中比值接近(2.78~3.05),这一比值可以用来对城市大气VOCs(尤其是芳香烃)测量数据的可靠性进行评估.以甲苯/苯(T/B)和丙烷/乙烷(P/E)为例初步分析了我国不同城市大气VOCs来源的差异.上海和广州T/B最高,分别为2.37和1.78,高于隧道实验中T/B比值(1.52),说明还受到溶剂涂料等富含甲苯的排放源影响,北京夏季T/B与隧道实验接近,而成都、北京冬季和重庆T/B较低(0.744~1.36),说明受到生物质燃烧、煤燃烧等其他富含苯的排放源影响.P/E分析结果显示,广州P/E(1.27)显著高于其他数据集(0.270~0.645),与2010年广州部分公交车和出租车仍利用液化石油气(LPG)作为燃料有关.另外,基于邻-二甲苯/乙苯变化特征表征光化学反应程度,并初步估算出典型城市大气上午·OH暴露量为(2.70~4.45)×10~(10)molecule·cm~(-3)·s.     

中国高温下臭氧抑制事件的时空特征及其影响因素

温度是影响臭氧生成的关键气象因子，通常情况下，臭氧和温度呈显著正相关关系，即臭氧浓度随着温度的升高而上升.然而这种关系在极高温时可能发生改变，当温度超过某个阈值时，臭氧浓度呈下降趋势，称为臭氧抑制事件.臭氧抑制事件导致气候变化背景下未来空气质量预测具有更多不确定性.基于全国空气质量监测数据和气象观测数据，采用Z检验方法，系统分析了2013~2020年暖季（4~9月）我国臭氧抑制事件频次及临界温度（T_x）的时空特征，并分析了引起臭氧抑制事件发生的可能影响因素.结果表明，2013~2020年暖季，我国约有18%的站点发生臭氧抑制事件，发生频率较高的站点主要分布在四川、新疆、陕西等中国中西部地区，平均达到10次·a^-1.发生臭氧抑制事件的T_x介于19.2~39.3℃，且大多数站点的T_x呈逐年上升趋势；T_x高值区主要分布在四川、重庆、湖南和湖北等中西部地区，而T_x低值区则集中在青藏高原一带.与T_x年变化趋势相反，2013~2020年暖季京津冀的臭氧抑制事件频率显著下降，汾渭平原、长三角和成渝地区的臭氧抑制事件频率呈"升高-降低-升高"变化特征.珠三角城市群极端高温抑制臭氧的作用最显著.此外，臭氧前体物（例如NO₂）和气象条件（风速、风向）是导致臭氧抑制事件的可能原因.     

基于“质心”迁移的典型城市群氮排放-干沉降输送过程研究

含氮化合物的排放、输送和沉降是生物地球化学氮循环的关键过程，对生态系统和气候变化具有重要影响.其中输送过程的定量化表征一直是困扰沉降来源识别的突出难点之一.为此，本研究采用WRF-EMEP模型模拟2015年我国大气氮干沉降时空分布特征，通过标准差椭圆（SDE）"质心"迁移法定量分析京津冀地区（BTH）、长江三角洲（YRD）和珠江三角洲（PRD）3大典型城市群的氮排放-干沉降输送过程，评估不同区域大气氮干沉降输送过程的季节差异和影响因素.研究结果表明，我国典型城市群氮干沉降通量呈现出散布于城市群周边50~200 km地区的空间分布格局，其中氧化态氮（NO_y）和还原态氮（NH_x）沉降的年平均通量水平分别为8.5 （6.0~22.0） kg ·hm^-2·a^-1和10.2 （6.0~31.0） kg ·hm^-2·a^-1.氧化态氮和还原态氮的输送方向均受大气环流运动主导：在同一城市群，各季节氧化态氮和还原态氮的输送方向保持一致；在不同城市群，二者的输送方向具有季节性差异：京津冀地区氮沉降春秋冬三季多向东及东南方向迁移，夏季向南迁移；受西太平洋副热带反气旋环流影响，长三角地区春夏季氮沉降向西迁移；珠三角地区氮沉降在春夏季往偏北方向迁移，秋冬两季向西南方向迁移.氧化态氮和还原态氮的输送距离受其化学性质主导：在相同气象条件下，氧化态氮传输距离约为还原态氮传输距离的1~2倍，使得氧化氮多沉降在城市群的域外，而还原态氮主要沉降在排放源周边区域.其中，不同城市群氮沉降的输送距离有一定差异，除夏季外，京津冀地区（127~541 km）和长三角地区（108~374 km）的输送距离高于珠三角地区（57~285 km），其中京津冀地区和珠三角地区沉降主要在域外，即两地的氮排放更易输送到周边地区.因此，在开展氮沉降生态效应相关研究时，应关注周边地区对本地氧化态氮输送的影响.     

石油炼化无组织VOCs的排放特征及臭氧生成潜力分析

选取我国光化学活跃的珠江三角洲地区(PRD)典型石油炼化工艺的炼油装置、化工装置和污水处理装置,采用离线和在线的多种先进仪器监测其VOCs的无组织排放特征,并采用间、对-二甲苯/苯(X/B)、甲苯/苯(T/B)、乙苯/苯(E/B)比值分析其VOCs的老化特征,采用最大增量反应活性法(MIR)、等效丙烯浓度法和OH自由基反应速率法(L_OH)3种方法综合评价其VOCs的化学反应活性及臭氧生成潜势(OFP).研究发现,炼油装置区和化工装置区总挥发性有机物(TVOC)浓度早晚高,中午低;污水处理区呈双峰趋势.3个装置区无组织排放的VOCs中烷烃浓度均占比最高,同一装置区内的不同装置VOCs排放特征不同.石化企业X/B、T/B和E/B值较城区和郊区的高,化工装置区的压缩碱洗装置区(CAW)T/B值最大.石化企业VOCs的活性较城区和郊区的强,其平均OH消耗速率常数为15.22×10^-12cm³/(mol·s),最大增量反应活性为4.21mol(O₃)/mol(VOC).化工装置区对石化企业OFP总量的贡献最高,为84.83%;其次是污水处理区,12.95%;炼油装置区最低,为2.22%.化工装置区的CAW对石化企业OFP贡献率最高,为34.26%;污水处理区的浮选池(FT)贡献率最低,为0.36%.     

广东省典型塑料制品企业VOCs排放特征和环境影响

针对聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、定向聚丙烯(OPP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等6种典型原料的塑料制品生产，选择了广东省内5家典型生产企业，通过气袋采样法和预浓缩气相色谱-质谱联用仪系统进行了样品采集和测定，获得了塑料制品行业VOCs排放化学谱和排放因子.对企业所采用的活性炭吸附法、水雾喷淋法等VOCs处理方法，比较了VOCs废气处理前、后的差异.结果表明，所采样企业VOCs处理前、后组分均以含氧挥发性有机物(OVOCs)、芳香烃和烷烃为主；主要物种为己醛、苯乙烯、甲苯、甲基乙基酮和正十二烷等.VOCs处理前、后排放因子变化分别为1.0～8.1 g·kg^-1及1.5～6.8 g·kg^-1，平均分别为4.6 g·kg^-1及4.3 g·kg^-1.VOCs经处理前、后归一化臭氧反应活性(R_OF)分别为2.83和2.43 g·g^-1，主要由OVOCs和芳香烃贡献；归一化二次有机气溶胶反应活性(R...     

2021年一次春季北方沙尘过程对广州空气质量的影响

2021年3月,中国北方地区发生了大范围的沙尘天气,广州出现了连续3 d都以PM10为首要污染物的罕见现象.为进一步加深关于北方粗粒子气溶胶传输对广州市空气质量影响的理解,本文利用广东省广州生态环境监测中心站的污染物与气象监测数据,结合富集因子法、特征雷达图和后向轨迹法分析了沙尘影响前后广州市大气污染特征的转变.结果表明：沙尘影响期间,(1)粗细粒子浓度比(PM_2.5/PM₁₀)呈明显下降趋势,从沙尘影响前的0.59降低至0.27,广州市的污染特征由标准型、偏钢铁型转变为偏扬尘型;(2)大气颗粒物中Si、Fe、Ca、Pb、Al、Cu、K浓度显著升高,增幅超过50%,这7种元素的富集因子也显著升高,说明其污染源主要来自于粗颗粒气溶胶的长距离输送;(3)大气颗粒物中Zn和Mn浓度增长不明显,增幅均低于50%,V、Cr、Ni、As的浓度有所降低,这6种元素的富集因子也有所降低,说明其污染源主要来自于广州本地;(4)广州本次污染特征的转变受到源于蒙古国、中国内蒙古西部及南疆盆地的粗离子气溶胶远距离输送和本地生成的共同影响,反映了在大气颗粒物污染不断改...     

电子制造业塑料件生产过程的挥发性有机物排放特征分析

选取珠三角地区典型电子制造企业,通过气袋采样及预浓缩-GC-MS/FID分析方法,获得塑料件生产过程的挥发性有机物(VOCs)浓度水平与组分特征.实验共检出包括烷烃、烯烃、芳香烃、醛类、卤代烃等在内的101种VOCs组分.其中,塑料件生产过程可分为注塑成型期和塑料件加工期,塑料件加工期包括喷涂工艺和非喷涂工艺.结果表明,注塑成型期总VOCs排放浓度较塑料件加工期低,含氧VOCs(OVOCs)、烷烃是最重要的组分;塑料件加工期的喷涂工艺VOCs排放浓度普遍高于非喷涂工艺,OVOCs、卤代烃是塑料件加工期主要的VOCs组分,其中,丙酮和三氯乙烯为主要成分.与其他研究相比,本研究中卤代烃排放比例明显提高,芳香烃排放比例下降.注塑成型期臭氧生成潜势标准化反应活性系数R值比塑料件加工期高24%,其中,丙烯醛是贡献最大的物种;在塑料件加工期,喷涂工艺的R值比非喷涂工艺高31%,正己醛是最主要的臭氧贡献物种.苯系物对二次有机气溶胶(SOA)生成潜势贡献起主导作用.在臭氧控制的背景下,不仅排放浓度高的喷涂工艺需受到控制,对于标准化反应活性大的其他工艺也需关注.     

区域氮干沉降分布特征的数值模拟

氮沉降对全球尺度的粮食生产、碳氮循环及大气环境质量均具有重要影响.本研究采用WRF-Chem模式对区域氮沉降过程进行数值 模拟,着重分析氮干沉降的时空分布特征.结果表明：在空间场上,我国氮干沉降主要体现出东高西低的特点,华北平原和川渝地区为氮沉降高值区,这主要与排放高值区的空间分布有关,NH₃和HNO₃ 沉降量都是在东部最大,这与东部一直以来较高的经济增长速度和农业活动水平有直接联系.从氮的不同组分形式（气态/颗粒态氮或者氧化性/还原性氮）来看,气态氮较颗粒态氮对总氮沉降的贡献更大,贡献比达66%; 相较氧化性氮,还原性氮对总氮沉降的贡献较大,贡献比为57%.进一步分析不同下垫面类型的氮干沉降结果,气态氮的干沉降均是在城市和农田下垫面上更高.NH₃ 干沉降通量主要受排放源影响,HNO₃ 干沉降通量则受气象条件影响较大,而排放源和气象条件均有很强的季节性 变化.NH₄⁺和NO₃^-在森林下垫面上的干沉降通量远多于其它类型的下垫面,这主要是因为森林下垫面粗糙度比较大,相应的摩擦速度也较大,湍流比较活跃,有利于粒子污染物的沉积.     

广州市大气NO2污染对暴露人群不同疾病死亡的影响

通过收集广州市2011~2015年6种疾病（非意外因素、心血管疾病、脑卒中、缺血性心脏病、呼吸系统疾病以及慢性阻塞性肺疾病）逐日死亡人数、逐日NO₂浓度以及同期气象资料,采用广义相加模型探讨了NO₂暴露对不同疾病死亡的影响（相对危险度,RR值）和累积滞后效应,并进一步采用分层分析方法解析了冷季（11月至次年4月）和暖季（5~10月） NO₂死亡风险的差异.结果表明,NO₂影响急促短暂,通常持续4d.当NO₂浓度升高10μg/m³,在Lag0-4d时,人群非意外死亡人数将上升2.18%（RR=1.0218;95% CI：1.0167,1.0270）,在冷季与暖季分别上升2.6%（RR=1.0260;95% CI：1.0191,1.0328）与0.57%（RR=1.0057;95% CI：0.9952,1.0163）,两者差异有统计学意义（P=0.002）.在不同疾病中,NO₂对慢性阻塞性肺疾病的影响最大.因而NO₂仍然为广州地区人群健康重要的危险因素,需要加强NO₂排放的控制与治理,并且加强冷季健康风险预警以保护公共健康.     

环境大气中半/中等挥发性有机物(S/IVOCs)的测量技术进展

总结了环境大气中半/中等挥发性有机物（S/IVOCs）的主要测量技术及其进展,重点介绍了基于气相色谱技术和化学电离质谱技术的测量方法.S/IVOCs的测量主要由气相色谱技术开始发展,并随着质谱技术的发展而不断发展.基于气相色谱技术的测量方法,能够直接测量非极性化合物,但在面对组分多达千万种的复杂体系时,传统的一维色谱相对耗时,而且由于峰容量不够,峰重叠现象十分严重,难以实现全组分的准确分离.新近发展的多维分离系统如全二维气相色谱,通过正交的分离系统,能够实现复杂体系中物种组分的准确、快速分离.目前基于化学电离质谱技术的在线测量方法已经逐渐应用于S/IVOCs的测量,虽然在物种定性方面相对较弱,但其可提供高时间分辨率的测量结果,帮助分析S/IVOCs在大气中的快速变化.在未来的研究中,高时间分辨率和全组分准确测量是S/IVOCs研究的关键.