淄博市城区臭氧超标期间的VOCs污染特征与来源解析

近年来,我国城市的臭氧（O₃）污染问题日益突出.挥发性有机物（VOCs）是O₃生成的重要前体物,因此,了解VOCs主要特征以及来源对控制O₃污染具有重要意义.于2019年5～9月在淄博市开展了在线VOCs观测,共计监测56个物种.观测期间,O₃超标率为67.8%,ρ（VOCs）平均值为140.71μg·m^-3,O₃超标日的VOCs浓度为非超标日的1.04倍.从VOCs组分结构上看,浓度从高到低依次为：芳香烃>烷烃>烯烃>炔烃.其中1,3,5-三甲苯、邻-乙基甲苯、 1-丁烯和正己烷为超标日和非超标日排放较高的物种.臭氧生成潜势（OFP）中芳香烃和烯烃贡献较大.由PMF源解析结果得出,该城区VOCs来源主要包括机动车源、固定燃烧源、溶剂使用源、工艺过程源和天然植物源,其中机动车源为该城区最主要的VOCs来源.此外,O₃超标日的机动车源占比为32.3%,固定燃烧源占比为24.2%,相比于非超标日分别升高了3.3%和6.9...     

冬季绿肥对黄土高原旱作春玉米农田土壤温室气体排放的影响

利用田间试验研究了冬季绿肥对旱作春玉米农田土壤温室气体排放的影响.试验设燕麦、小扁豆、燕麦与小扁豆混播和裸地休闲共4个处理,采用静态箱-气相色谱法对冬闲期和春玉米生长期间土壤温室气体（CO₂、N₂ O和CH₄）排放通量进行观测.结果表明,旱作春玉米-冬季绿肥种植系统土壤是CO₂、N₂ O的排放源和CH₄的吸收汇.与裸地休闲相比,燕麦和小扁豆在冬闲期对土壤CO₂累积排放量没有影响,但在春玉米生长期间导致土壤CO₂累积排放量分别增加了7.77%和25.7%（P<0.05）,混播导致冬闲期和春玉米生长期间土壤CO₂累积排放量分别增加了19.1%和14.5%（P<0.05）.种植燕麦后冬闲期和春玉米生长期间土壤N₂ O累积排放量较裸地休闲分别降低了11.6%和14.7%（P<0.05）,而小扁豆分别增加了31.9%和14.9%（P<0.05）;混播导致冬闲期土壤N₂ O累积排放量降低了19.2%（P<0.05）,但在春玉米生长期间差异不显著.与裸地休闲相比,燕麦、小扁豆和混播冬闲期土壤CH₄累积吸收量分别降低了37.9%、23.6%和29.6%（P<0.05）,春玉米生长期间分别降低了19.4%、33.5%和31.5%（P<0.05）,其中小扁豆和混播在冬闲期和春玉米生长期间差异均不显著.燕麦较裸地休闲在农田综合增温潜势（GWP）、春玉米产量和温室气体排放强度（GHGI）差异均不显著.小扁豆和混播显著提高了GWP,其中小扁豆显著高于混播.而与裸地休闲相比,小扁豆和混播分别提高了春玉米产量的20.3%和15.4%（P<0.05）,但对GHGI没有显著影响.综合考虑GWP、春玉米产量和GHGI,本地区冬闲期间将小扁豆和燕麦二者混播能增加春玉米产量的同时有效降低土壤温室气体排放强度.     

北京市城区夏季VOCs变化特征分析与来源解析

精细化的挥发性有机物（VOCs）组分特征和来源分析,可以为科学有效地进行臭氧（O₃）污染防控提供支持.利用2020年夏季7~8月北京城区点位监测的小时分辨率VOCs在线数据,分析高O₃浓度时段和低O₃浓度时段环境受体中VOCs化学特征和臭氧生成潜势（OFP）,并利用正定矩阵因子分解（PMF）模型进行精细化源解析.结果表明,观测期间监测点φ［总大气挥发性有机物（TVOCs）］平均值为12.65×10^-9,高O₃时段和低O₃时段φ（TVOCs）平均值分别为13.44×10^-9和12.33×10^-9,OFP分别为107.6μg·m^-3和99.2μg·m^-3.观测期间O₃生成受VOCs控制,芳香烃的反应活性最高,对OFP贡献排名前三的组分均为异戊二烯、甲苯和间/对-二甲苯.低O₃时段环境受体中VOCs的主要来源包括汽车排放（26.4%）、背景排放（15.7%）、溶剂使用（13.0%）、汽修（12.8%）、二次生成源（9.7%）、生物质燃烧（6.1%）、印刷行业（5.7%）、液化天然气（LNG）燃料车（5.5%）和植被排放（5.0%）,其中背景排放、二次生成和印刷行业源在近年来北京VOCs源解析研究中少有讨论.高O₃时段汽修源和二次生成源贡献分别较低O₃时段上升了3.4%和2.6%,汽车排放仍是北京城区最主要的VOCs贡献源.植被排放源从07：00开始上升,在午后达到最高;背景排放源的贡献变化较小;汽车排放和LNG燃料车排放源呈现早晚高峰特征,下午时贡献相对较低.     

2019年夏季常州市挥发性有机物污染特征分析

2019年8—9月,在常州市洛阳小学、市监测站和武澄工业园3个监测站点开展了为期49 d的环境空气57种挥发性有机物(VOCs)离线加密监测,分析其浓度水平及组成特征。结果表明,3个站点VOCs的体积分数分别为29.8×10^-9,20.8×10^-9和25.3×10^-9。3个站点中烷烃的值均值最大,其值占比依次为59.1%,57.2%和51.4%,烷烃中均以乙烷、丙烷和正丁烷值最大。应用臭氧生成潜势(OFP)、OH自由基消耗速率和二次有机气溶胶生成潜势(SOAP)分别对3个站点进行计算,结果显示,各站点芳香烃的数值均最大,OFP占比为67.1%~68.0%,OH自由基消耗速率占比为45.4%~52.0%,SOAP占比为93.3%~94.7%,芳香烃中关键活性组分是甲苯、乙苯和二甲苯等。上风向的洛阳小学与武澄工业园VOCs浓度比市区的市监测站更高,OFP和SOAP也均高于市监测站,表明上风方向的VOCs排放对市区影响较大。     

兰州市大气臭氧生成的敏感性分析及其前体物减排对策建议

兰州市是我国首个发现光化学烟雾事件的城市,其盆地地形、特殊的气象条件及较高的石化工业产业的排放,使得近年来臭氧浓度急剧上升.本论文基于兰州市2016—2019年4年的空气质量自动监测数据以及中国气象网站提供的温度、湿度、气压等气象参数,对兰州市大气臭氧（O₃）和其前体物（NO_x）污染的时空分布特征及城关城区和西固工业区的VOCs物种组成进行研究;利用HYSPLIT模型,通过大气的扩散、传输过程分析造成臭氧污染特征的原因;利用OZIPR模型绘制出臭氧等浓度曲线（EKMA）,对西固工业区和城关城区的敏感区进行了分析,结果表明城关城区的EKMA曲线的脊线VOCs/NO_x比值约为15∶1,臭氧敏感性属于VOCs控制区,而西固工业区EKMA曲线的脊线VOCs/NO_x比值约为25.6∶1,敏感性与历年的NO_x控制区不同,转变为VOCs控制区.同时,基于MIR法和Prop-Equiv法两种方法估算了各VOCs物种对臭氧生成的贡献,结果显示在夏、冬季烯烃均为主要的贡献物种.并识别出高反应活性VOCs物种,初步解析来源.最后针对城关城区和西固工业区分别提出了详尽的臭氧防控及其前体物的减排对策建议.     

饮用水含氮与含碳消毒副产物的生成潜能及其毒性

消毒副产物生成潜能测试常用于表征水中消毒副产物的前体物含量.不同于三氯甲烷等含碳消毒副产物,二卤代乙腈（DHANs）与二卤代乙酰胺（DHAcAms）等含氮消毒副产物在氯消毒的余氯存在下易分解,并且在氯胺消毒过程中可由氯胺提供氮源生成,因此常用于含碳消毒副产物的生成潜能测试方法（如Krasner提出的测试法）可能无法有效揭示DHANs与DHAcAms的前体物水平.本研究以三氯甲烷和氯醛两种含碳消毒副产物为对比,考察DHANs与DHAcAms在饮用水氯消毒与氯胺消毒过程中不同投氯量与反应时间下的生成量,识别最大生成量对应的消毒条件,以便更好地评估水样中DHANs与DHAcAms的前体物浓度.同时,对消毒过程中生成的这些挥发性消毒副产物进行毒性评价.结果显示,两个水样氯消毒的DHANs与DHAcAms生成量分别为6.19~40.08、1.34~15.75 nmol·mg^-1（mg^-1以TOC计）;氯胺消毒的DHANs与DHAcAms生成量分别为2.63~21.46、18.43~49.99 nmol·mg^-1.Krasner测试法条件下的DHANs与DHAcAms生成量均最低.在投氯量为TOC+8×NH₃-N、反应时间为24 h的氯消毒条件下,氯胺投加量20×TOC、反应时间为3 d的氯胺消毒条件下,两个水样具有最高水平的DHANs与DHAcAms生成量,并且消毒副产物毒性也高于Krasner法测试条件下的毒性水平.因此,氯消毒采用投氯量TOC+8×NH₃-N、反应时间24 h,氯胺消毒采用投加量20×TOC、反应时间3 d的生成潜能测试条件可能更好地揭示水中DHANs和DHAcAms的前体物浓度水平.     

基于观测数据的石家庄交通干线附近臭氧光化学敏感性分析

为确定石家庄东部郊区交通干线附近O₃生成光化学敏感性,利用2019年1月1日—2020年10月31日在线观测的NO_x、NO_y和O₃等数据计算并分析了O₃生成效率(OPE)及O₃光化学敏感性的NO_x临界浓度.结果表明:1交通干线附近O₃光化学敏感性存在季节差异,春季主要受VOCs控制,整体OPE为2.6±0.3,夏、秋季节主要受NO_x与VOCs协同控制,整体OPE分别为5.3±0.4和5.1±0.8;2NO_x体积分数>11×10^-9时,O₃生成主要为VOCs控制;NO_x体积分数介于6×10^-9~11×10^-9时,O₃生成主要受VOCs与NO_x协同控制;NO_x体积分数<6×10^-9时,O₃生成主要为NO_x控制;3O₃生成敏感性存在日变化特征,10:00之前O₃生成主要受VOCs控制,10:00—11:00是O₃生成由VOCs控制转变为VOCs和NO_x协同控制的过渡时段,12:00之后O₃生成主要由VOCs和NO_x协同控制,且午后14:00—16:00之间NO_x对O₃控制比例凸显.因此,石家庄O₃治理不但要重视NO_x与VOCs排放源的协同管控,尤其午后还需要对NO_x排放源进行分时段精细化管控.     

珠江河水中N-亚硝胺生成潜能及其前体物来源解析

N-亚硝胺（NAs）是一类具有高毒性和强致癌性的消毒副产物,可由其前体物与消毒剂反应生成,广泛存在于水环境中.通过对NAs前体物进行有效的控制,能够抑制该类化合物的生成.该研究以珠江干流西江、北江和东江的河水为研究对象,采用GC-MS/MS检测河水氯胺化后NAs FP（NAs生成潜能）的含量及其空间分布情况,并基于主成分-多元线性回归分析（PCA-MLRA）方法对NAs前体物的来源进行解析.结果表明:①河水氯胺化后共检出六种NAs,即NDMA FP（NDMA生成潜能）、NMEA FP（NMEA生成潜能）、NDEA FP（NDEA生成潜能）、NPYR FP（NPYR生成潜能）、NMOR FP（NMOR生成潜能）、NDBA FP（NDBA生成潜能）,其含量平均值分别为19.4、33.3、3.2、5.3、2.6和3.0 ng/L,检出率分别为100%、3%、90%、84%、53%和84%.②与原水样相比,氯胺化后NDMA FP、NDEA FP、NPYR FP和NMOR FP的含量和检出率均显著增加,特别是NDMA FP与NPYR FP,且空间上的分布趋势表现为北江>西江>东江.③PCA-MLRA的结果显示,珠江干流河水中的NAs与其前体物91%来源于工业废水和养殖废水污染,而只有9%来源于农业活动和生活污水排放.研究显示,NDMA和NPYR两种化合物的前体物在珠江干流河水中占主导地位,工业废水和养殖废水的排放是珠江干流河水中NAs及其前体物的主要来源.      

土壤中三卤甲烷(THMs)前驱物质流出的规律

通过室内模拟淋溶实验,初步探讨了以三卤甲烷生成潜能(THMFP)为指标的土壤三卤甲烷前驱物质的流出规律.结果显示:土壤淋出液中THMFP的浓度与土壤性质特别是土壤中腐殖质含量、组成与卤代活性,模拟雨水的酸度及累积淋溶量等有关.土壤中所含腐殖质的量越大、腐殖质的卤代活性越高且溶解迁移能力越强,则淋出液中THMFP的浓度越大;酸度最低(pH3.0)的模拟雨水淋洗下,淋出液中THMFP的浓度最低;模拟雨水的pH值愈低,土壤THMFP愈易流出;本实验条件下,淋出液中THMFP的浓度随累积淋溶量的增大呈下降趋势.     

施氮与凋落物去除影响下中亚热带阔叶林土壤氮素矿化潜势和硝化潜势研究

氮沉降影响土壤氮循环,而凋落物是土壤有机氮的主要来源,因此,为了探讨氮沉降和凋落物是否去除作用下,亚热带森林土壤潜在的氮素矿化与硝化作用,选择已进行8年模拟氮沉降试验的亚热带罗浮栲(Castanopsis fabri)常绿阔叶林土壤为研究对象,野外样地氮添加设置3个水平:对照(CK,0 kg·hm^?2·a^?1)、低氮(LN,75 kg·hm^?2·a^?1)、高氮(HN,150 kg·hm^?2·a^?1),两种凋落物管理方式(保留凋落物,L和去除凋落物,R),土壤采样后,通过室内间歇淋洗好气培养法,研究土壤氮素矿化潜势差异,以及不同底物条件下(铵态氮水平:N 0,100、150、200 mg·kg^?1)土壤硝化潜势的差异。结果表明:土壤氮素快速矿化主要在培养前7 d,矿化累积量(Nt)为102.81—153.71 mg·kg^?1,矿化潜势(N0)范围为193.84—289.80 mg·kg^?1,N0依次为:保留凋落物低氮(LN-L)>保留凋落物对照(CK-L)>去除凋落物低氮(LN-R)>去除凋落物对照(CK-R)>去除凋落物高氮(HN-R)>保留凋落物高氮(HN-L);两种凋落物处理方式下,LN水平土壤的Nt与N0均高于CK、HN。保留凋落物情况下,有较高的土壤硝化潜势;在无添加硝化底物(铵态氮水平为N 0 mg·kg^?1)的条件下,野外氮添加水平高的土壤硝化潜势也高;而在添加不同硝化底物(铵态氮)的条件下,土壤硝化潜势并未随硝化底物水平的增加而增加,且硝化底物水平为N 100 mg·kg^?1时硝化潜势最大。研究表明,虽然保留凋落物可以增加土壤氮矿化潜势,而氮沉降则影响氮矿化潜势。当研究土壤硝化潜势时,应当根据土壤类型等因素选择合适的硝化底物(铵态氮)添加量。