基于无人飞机-吸附管采样技术研究化工园区大气VOCs垂直廓线

基于无人飞机和吸附管采样技术建立了一种大气边界层VOCs的采样方法,并将该方法应用于上虞化工园区(杭州湾上虞经济技术开发区)大气VOCs垂直廓线观测研究. 使用该方法采集高空VOCs样品后,基于PAMS和TO-15混合VOCs标气,利用TD-GCMS (热脱附-气相色谱质谱联用)检测富集在吸附管上的VOCs,获得了上虞化工园区大气VOCs垂直廓线. 结果表明:①该方法测定的97种VOCs体积分数在3×10?9~30×10?9范围内线性良好,检出限范围为0.14×10?9~0.96×10?9,回收率在93.6%~124.0%之间. ②上虞化工园区大气中φ(卤代烃)、φ(芳香烃)和φ(烷烃)较高,主要污染物有十二烷、十一烷、二氯甲烷、1,2,4-三氯苯和1,4-二乙苯;不同VOCs组分具有不同的垂直廓线特征,φ(芳香烃)、φ(卤代烃)、φ(烯烃)和φ(含氧化合物)随高度的上升呈先增后降的趋势,而φ(烷烃)随高度上升不断降低. ③大部分污染物体积分数峰值出现在100 m高空,这可能与大气逆温现象有关;14:00 的φ(TVOCs)(TVOCs为总挥发性有机物)高于17:00,可能是午后高温导致有机溶剂挥发量增大所致;白天φ(VOCs)在100~300 m高空范围内下降较快,说明在该范围内可能存在较强的光化学反应,夜晚φ(VOCs)可能来自区域水平输送. ④观测期间,对大气OFP (臭氧生成潜势)贡献较大的组分为芳香烃和烯烃,主要包括1,2,3-三甲苯、1,4-二乙苯、顺式-2-丁烯和1,2,4-三甲苯. 研究显示,高浓度卤代烃及OFP贡献较高的芳香烃是上虞化工园区需首要减排的VOCs组分.      

超市异味VOCs成分分析及健康风险评估

超市食品容易产生异味,导致顾客产生不愉悦的嗅觉感受,这些异味的主要成分是挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs).为确定超市异味VOCs化学成分及其来源,对超市开展现场采样检测.本研究采用3种不同的VOCs采样检测方法:吸附管采样-热脱附-气相色谱/质谱法(TD-GC/MS)、气袋采样-TD-GC/MS和苏玛罐采样-气相色谱-火焰离子化检测/质谱法(GC-FID/MS),对超市室内空气中的VOCs进行采样检测比较.结果表明,苏玛罐采样法的总挥发性有机物(Total Volatile Organic Compounds,TVOC)体积分数为63.3×10^-9～86.8×10^-9,共检测出26种VOCs,主要包括卤代烃、烷烃和苯系物,但异味贡献较小,未检测出异味较大的VOCs;气袋采样法仅检测出9种VOCs,且φ(TVOC)均小于10.0×10^-9,说明气袋存在显著壁吸附效应,不适用于本次实验;吸附管采样法的检测结果显示,φ(TVOC)为79.5×10^-9～86.1...     

北京市植物排放的异戊二烯对大气中甲醛的贡献

2006年3～11月期间利用2,4-二硝基苯肼涂敷的硅胶柱采集了北京市大气中的羰基化合物,并使用高效液相色谱（HPLC）的方法测定了甲醛及异戊二烯光氧化特征产物：甲基乙烯基酮(methyl vinyl ketone, MVK)和甲基丙烯醛(methacrolein, MACR)的大气浓度.研究发现北京市大气中MVK和MACR具有明显的季节变化和日变化:在植物生长季节的4～10月,可在大气中检测出MVK和MACR,它们在大气中的浓度（体积分数）的月平均范围分别为0.11×10^-9～0.67×10^-9 和0.19×10^-9～1.36×10^-9,日最高浓度均出现在10：00～14：00（4月除外）, 8月的浓度达到最高;3月和11月的大气中未检测出MVK和MACR,可能是因为植物处于枯叶期,异戊二烯的排放较少.本研究通过异戊二烯与其光氧化产物MVK、MACR和甲醛之间的转化产率关系,先利用测定的MVK和MACR的大气浓度反演在光氧化过程中损失的异戊二烯的大气浓度,然后估算异戊二烯光氧化对甲醛形成的贡献量.估算结果显示, 4～10月,异戊二烯光氧化所产生的甲醛浓度（体积分数）范围为0.35×10^-9～2.50×10^-9,占北京市大气中甲醛总量（在大气中的体积分数范围为5.49×10^-9～22.04×10^-9）的4.6%～11.5%,在大气光化学活跃的夏季（6～8月）植物排放的异戊二烯对大气中甲醛贡献尤为显著.本研究证实了北京市区植物排放异戊二烯对大气光氧化剂形成有重要贡献.     

北京市大气和降雨中醛酮化合物的污染研究

2005年6月到2005年8月在北京市区采用2,4-二硝基苯肼HPLC法测定了大气和降水中的醛酮类化合物.结果表明,大气醛酮类化合物中以丙酮的浓度最高,其次是甲醛、乙醛和丙醛,浓度分别是22.14、19.51、17.18、3.85μg·m-3,这4种化合物占大气醛酮总量的84.7%.分析大气中醛酮化合物浓度,结果表明,北京醛酮化合物污染主要来自人为源,并且甲醛、乙醛和丙醛具有相似的源和汇.通过对比晴朗和多云天气条件对醛酮浓度日变化的影响可知,夏季光化学反应是大气中醛酮的重要源.夏季降雨对大气中醛酮化合物浓度影响明显,降雨前后大气中醛酮污染物浓度日变化的对比研究说明,湿沉降是大气中醛酮污染物的重要汇.同时检测出雨水中含11种醛酮化合物,其中甲醛浓度最高为166.3μg·L-1,乙醛浓度为43.63μg·L-1,丙酮浓度为34.33μg·L-1.     

基于无人机观测研究杭州湾化工园区近地面层臭氧垂直廓线

为了解化工园区大气污染情况,使用自主研制的微型大气检测仪结合无人机研究化工园区臭氧(O₃)垂直廓线,在2020年8月~2021年1月于杭州湾上虞经济技术开发区开展了12d无人机外场观测实验.各观测日从08:00~18:00每隔1h进行一次飞行观测,每次观测分别获得了离地面0,50,100,200,300,400,500m的O₃、总挥发性有机物(TVOCs)和二氧化氮(NO₂)浓度.结果表明:受气象因素、地面工厂排放以及早晚出行高峰的影响,TVOCs和NO₂浓度整体随高度增加而下降,其中NO₂浓度随高度上升而下降的幅度较明显,在0m处浓度为19.7~59.1μg/m³,500m处为5.9~21.7μg/m³,下降率为40~70%,TVOCs和NO₂浓度都呈现出早晚高、正午低的日变化趋势,此外可能受逆温层的影响导致个别天数NO₂浓度在400~500m不降反升;O₃受前体物光化学反应、太阳辐射强度及平流层输送的影响,其浓度随高度增加而下降,平均浓度在0m处为49.2μg/m³,500m处为98.4μg/m³,O₃日变化浓度在15:00~17:00达到峰值.TVOCs和O₃、NO₂和O₃在各高度浓度均呈负相关,受不同季节气象因素差异和冬季取暖排放增加的影响,O₃浓度季节变化为夏>秋>冬,TVOCs和NO₂浓度为冬季>秋季>夏季.后向轨迹聚类分析表明化工园区本地O₃浓度会受区域输送影响升高,在冬季时由于气温低不利于前体物生成O₃,本地O₃浓度受区域输送影响较夏季小.