大气模拟烟雾箱系统的研究进展

烟雾箱是研究大气光化学反应的主要工具.30年来国内外有多个研究机构建立了烟雾箱,并对各种光化学反应进行了研究,以收集数据来发展和检验大气光化学反应机理.从系统构造、配置仪器及所进行的光化学实验几个方面,综述了国内外烟雾箱系统的研究进展,其中背景影响较小的烟雾箱能为评价化学反应机理提供精度较高的数据,二次有机气溶胶(secondary organic aerosol,SOA)的形成机理成为目前的研究热点.     

环境气象学

X16 .2(X)(X) 1328大气氮化物的源汇及气候与环境效应/郭李萍(中国农科院农业气象研究所)…//农业环境保护/中国农业生态环保协会.一999,18(5)一193一199 环图X一巧 对大气中气相氮化合物源汇状况及其引起的气候和环境效应进行了较为详尽的综述:分析了大气温室气体凡O及影响大气质量和环境的含氮化合物NOx的源汇种类及强度;对含氮化合物在大气中的各种化学反应过程作了综合剖析;针对与农业过程密切相关的生物源一土壤中由微生物参与的硝化作用与反硝化作用过程与机制及其产生气相氮化物的可能路径和主要影响因子进行了详细分析;并提出了…     

用于模拟SOA形成的烟雾腔的构造和表征

为研究二次有机气溶胶的形成机理,设计制造了一种用于模拟二次有机气溶胶的形成过程烟雾腔实验系统,该系统主要包括样品进样系统,模拟反应系统即烟雾腔系统和产物检测系统三个部分,具有实时在线检测、效率高等优点。利用该实验装置模拟开展大气中含量较高的芳香烃化合物光氧化产生二次有机气溶胶的过程,使用TSI3321空气动力学直径测量系统、气溶胶飞行时间质谱等多种检测手段对二次有机气溶胶的形成进行表征。空白实验和羟基启动的光氧化实验结果表明烟雾腔内的气溶胶粒子是在黑光灯辐照下·OH自由基启动反应物光氧化产生的。实验结果表明研制的烟雾腔系统可以很好地实现对二次有机气溶胶形成过程的模拟和表征。     

南京北郊四季PM2.5中有机胺的污染特征及来源解析

2017年12月至2018年11月在南京北郊采集了大气PM_(2.5)样品,对其中的有机胺、主要水溶性离子、有机碳和元素碳进行了定量分析.共测定南京北郊大气PM_(2.5)中5种有机胺:甲胺、乙胺、二甲胺、三甲胺和苯胺.有机胺年平均总浓度为(54. 2±29. 2) ng·m~(-3),其中最丰富的物种为二甲胺[年均值:(20. 2±13. 7) ng·m~(-3)],其次为甲胺[年均值:(13. 1±6. 3)ng·m~(-3)]、三甲胺[年均值:(8. 6±4. 1) ng·m~(-3)]、乙胺[年均值:(6. 3±4. 1) ng·m~(-3)]和苯胺[年均值:(5. 9±3. 9) ng·m~(-3)],有机胺总浓度呈现出明显的季节变化,表现为夏季秋季春季冬季.污染天有机胺的浓度大于清洁天,主要是受大气颗粒物酸性影响大气有机胺气/粒转换所致,并且大气颗粒物酸性也是导致夏季高温条件下颗粒态有机胺仍高于其它季节的另一原因.在新粒子生长天,发现有机胺的浓度会有所增加. PMF法溯源结果显示南京北郊大气PM_(2.5)中主要有6种有机胺排放源:即工业源、农业源、生物质燃烧、机动车排放、二次源和道路扬尘.其中甲胺、乙胺主要来源于二次源和机动车排放;二甲胺、三甲胺主要来源于生物质燃烧、二次源和机动车排放;苯胺主要来源于工业排放和生物质燃烧.有机胺的来源具有显著的季节差异,春季秋季道路扬尘源占比较高,夏季二次源为有机胺主要的污染源,冬季机动车排放源和生物质燃烧源有一定提升.而有机胺的昼夜差异并不明显,二次源、机动车排放源以及生物质燃烧源是3个主要影响因素.     

城市大气挥发性有机物排放源及来源解析

城市大气挥发性有机物(VOCs)是二次有机气溶胶(SOA)的重要前体物,而SOA又是城市大气细粒子的重要组成成分,对大气细粒子PM2.5的贡献不容忽视。文章综述了国内外城市大气中VOCs排放源以及来源解析的研究现状。研究结果表明:城市大气挥发性有机物(VOCs)排放源中人为源来自汽车尾气、燃料挥发、石油化工、涂料的使用和生物质燃料燃烧等,天然源来自植物排放;主要的排放源是汽车尾气、燃料挥发、涂料的使用。城市大气挥发性有机物(VOCs)来源解析方法主要为PMF、PCA/APCS受体模型。天然源主要来自于植物排放,其中排放量最大的VOCs是异戊二烯和单萜烯;人为源中最主要VOCs为苯和甲苯等芳香烃以及乙烯、异戊烷、异丁烷、丙烷、异丁烷、乙烷、正丁烷等低碳烷烃烯烃。这为进一步开展VOCs源解析研究提供参考。同时发现天然源中对SOA贡献最大的是异戊二烯和单萜烯,人为源中芳香烃(甲苯、乙苯、间/对二甲苯、甲苯、乙苯、1,2,4-三甲苯、邻二甲苯、1,3-二乙苯)、烯烃(蒎烯)、烷烃(正十一烷)对SOA的生成有着巨大的贡献。     

珠江三角洲区域大气二次有机气溶胶的数值模拟

二次有机气溶胶是大气颗粒物污染的重要组分之一,确定大气中二次有机气溶胶污染状况及来源是深入了解大气颗粒物污染发生、演变规律及其影响因素的前提.基于珠江三角洲区域的污染源和气象资料,利用耦合了二次有机气溶胶模块的二维空气质量模式对区域尺度上的大气二次有机气溶胶污染状况和来源进行了模拟研究.结果表明,二次有机气溶胶生成具有明显的光化学反应特征,浓度高值出现在14:00左右;源排放较大的广州和东莞的部分地区及其下风向的中山、珠海和江门部分地区SOA浓度较高;几类主要污染源对SOA的贡献率分别为:生物源72.6%,流动源30.7%,点源12%,溶剂、油漆源12%,面源不足5%.     

光化学烟雾及其危害

大气污染是世界关注的环境问题。而大气污染物——烟雾,在近几十年来已给人类造成多次严重的危害。据对形成“烟雾”的研究,人们把它分为两类:一类为还原性烟雾,也称为亚硫烟雾。它含有亚硫等还原性物质,是由于人类普遍使用含硫量高的燃料造成的。最具代表性的是1952年在伦敦发生的那场毒雾,四天多的时间,使大约四千人丧生;另一类为氧化性烟雾。烟雾中含有高浓度的氧化剂,是一种氧化性混合物。现代科学研究发现,氧化性烟雾的形成是由于光照引发了大气中的某些污染物的光化学反应所致。因此,氧化性烟雾也称为光化学烟雾。     

二次有机气溶胶的形成及其毒理效应

有机物是大气气溶胶中非常重要的化学组分,对我国空气污染及灰霾事件发生具有显著的贡献,是当前大气化学研究的最前沿课题之一。有机气溶胶中包含大量有毒物质(如多环芳香烃、多氯联苯及有机胺类等),直接危害人体健康。目前气溶胶中有机组分的体内/体外生物毒性研究多集中于污染源直接排放的一次颗粒物,对于大气中二次有机气溶胶的形成和毒性效应的关注很少。本文以多环芳烃、有机胺及自然源萜烯类挥发性有机物为例,简要综述了大气中二次有机气溶胶的形成及其生物毒性效应,重点关注这些二次有机气溶胶的形成对母体有机组分生物毒性的增强作用,以增进对大气气溶胶污染的健康危害认识。     

阔叶林地大气氮化物干沉降速率动态变化研究

以2004年中国科学院红壤生态试验站森林小气候分站气象资料,计算近地面湍流特征参数(U*、θ*和L),采用大叶阻力相似模型计算各种氮化物干沉降速率(Vd),研究了该阔叶林地大气氮化物Vd动态变化.结果表明,1年中大气NO3-粒子/NH4+粒子、HNO3(g)、NO2和NH3的Vd年均值分别为0.216,0.985,0.115,0.274 cm/s;1天中,Vd白天大于晚上,最大值出现在中午11:00~12:00.大气氮化物Vd冬、春季高,夏、秋季低.     

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。     

降水中 SO_2含量与大气中 SO_2表面浓度的相关性

作为美国多洲电力生产大气污染研究(简称MAP3S)的一部分,作者从1978年10月以来对大气中SO_2浓度进行了连续监测。同时,用Battelle和Aero-chem两种不同的采样器采集降水样品分析。为确定雨水中所含SO_2和大气中SO_2浓度的相关程度,以及所溶SO_2对降水酸度的贡献,作者对两种采样器所提供的数据、温度、SO_2的数据等进行了分析。研究结果扼要如下: (1)用Battelle采样器所采集的雨样中S_1v的含量接近于相对应的大气SO_2表面浓度的平衡值。Aerochem采样器所采样品结果偏低。作者认为降雨中气—液相间的平衡建立的相当迅速。若样品收集、保存得当,平衡值可维持不变。 (2)冬度时S_1v对总游离酸度的贡献高达13％,而在夏季则降到零。 (3)雨水中SO_4~(2-)的含量与大气中 SO_2表面浓度呈负相关。     

液化石油气——城市空气的重要污染源

举世闻名的墨西哥城上空的空气污染几乎无日不在。1992年,全年98％的日子大气臭氧浓度均超过安全标准。该城群山环绕,空中烟雾难于消散,墨西哥城当局遂集中注意于对汽车和工厂排污的整治。但两名大气化学家于最近查出了造成该城空气污染还有另一重要原因。美国加利福尼亚大学的布莱克和罗兰两名大气化学家,在对墨西哥城采集的有代表性的180个空气样品进行检测,发现烟雾与液化石油气之间有联系。当科学家分析空气样品中不同类型的碳氢化合物时,发现丙烷和     

正构烷烃气相色谱指纹法鉴别海面溢油源

一、前言 气相色谱法研究鉴别海面溢油源的方法,国外报导较多的有正构烷烃色谱指纹法、有机硫化物色谱指纹法、有机氮化物色谱指纹法。以及根据正C17烷/姥鲛烷和正C18烷/植烷两对组分的比率表征一种原油特性的方法。国内已有用正构烷烃色谱指纹法和有机硫化物色谱指纹法研究海面漂浮原油祝港口海面溢油源鉴别的报导。正构烷烃色谱指纹法能鉴别正构烷烃谱图差剐较大的一般原油和成品油     

我国大气中挥发性有机物的分布特征

大气中挥发性有机物(VOCs)是臭氧和二次有机气溶胶形成的关键前体物之一,研究表明烷烃、烯烃、芳香烃是我国大气VOCs的重要组分。在不同区域,城市地区烷烃含量最高,而偏远地区芳香烃为含量最丰富的VOCs。VOCs浓度日间变化多呈双峰分布趋势,峰值多出现在早晨与傍晚的上下班高峰期。目前对我国臭氧污染事件的研究均表明芳香烃和烯烃是对臭氧生成贡献最大的化合物。VOCs源解析中广泛运用的模型包括CMB、PMF和PCA/APCS,各模型均存在优点和局限性。比较各地VOCs源解析结果,发现交通排放源和工业排放源为我国VOCs的主要人为来源。VOCs的跨区域传输决定与周边地区的合作将是未来空气治理中的发展方向。     

烷基硝酸盐的海洋源

已知大气中的卤化甲烷和乙烷有自然源,大气中浓度达~550pptv的甲基氯化物主要来自自然源.在20世纪90年代初,进入平流层的主要氯源有15%是甲基氯化物,82%完全来自人为源. 现在Chuck等人报告说甲基和乙基硝酸盐也可能有自然源,来自海洋环境.他们在大西洋上空气和表层海水中测到甲基和乙基硝酸盐,这是一个令人惊讶的结果,因为通常认为这些化合物只能来自人为排放. 有机硝酸盐一直用于炸药,甲基硝酸盐本身具有高爆炸性.有机硝酸盐也广泛用作血管扩张药.它们也可以由一系列大气化学反应生成. 烷基硝酸盐在大气中的停留时间较长,足以经受对流层中…     

环境信息

Battlle哥伦布实验室和太平洋西北实验室近期的共同研究结果表明,某些有机氮化合物可能是酸雨的一个来源。烟雾中的碳氢化合物、氧化物和氮在阳光照射下生成有机氮化合物,它对降雨的影响以前不为人们重视。研究发现,有机氮化合物如过氧乙酰硝酸酯(PAN)可溶于雨水,并能影响降雨的酸性。在印第安那州一偏僻的乡村进行一个月的检测中,PAN总可以检出。一天收集二十四小时样品,在当地分析,PAN的平均浓度约为0.5ppb,这与典型的相同采样点的硝酸量是一致的。现在公认硝酸是酸雨的主要来源之一。检测表明,PAN遍布于低层大气,它在大气化学中的作用可能比以前估     

实验室模拟研究硫酸铵和甘氨酸对乙醇醛与胺反应体系生成棕碳的影响

二次有机气溶胶是有机气溶胶的重要组成部分。大气中羰基化合物与胺/铵反应可以产生吸光性有机气溶胶（如棕碳）,对大气辐射和全球气候产生深刻影响。本文模拟研究了大气中硫酸铵和甘氨酸对乙醇醛与胺（如甲胺、甘氨酸）反应生成棕碳的影响。通过对反应溶液紫外—可见吸收光谱和反应动力学分析,发现硫酸铵对反应体系棕碳的生成起抑制作用,而甘氨酸和甲胺的混合可以协同促进棕碳生成;通过对产物进行质谱分析,发现反应机理主要为半缩醛/缩醛反应以及含氮化合物的亲核加成;通过对产物有机碳进行分析,发现当硫酸铵参与反应时,有利于大分子二次有机碳生成。这些发现对棕碳在大气中的形成途径、乙醇醛在化学模型中对棕碳形成的贡献以及对大气中其他羰基行为的预测具有重要意义。     

用于汽车尾气光氧化的烟雾箱研究及其表征实验

大气中光氧化反应是造成大气中复合污染,加剧中国大气环境污染的重要因素。为了研究汽车尾气在大气中的光氧化反应,设计制作了一套用于汽车尾气光氧化反应的较大容积的室内烟雾箱实验系统,该系统主要包括反应系统、进样系统和检测分析系统。反应系统采取了移动式对箱设置,尾气进样系统考虑了汽车尾气的排放特点,检测系统采取了负压采气装置。通过对该烟雾箱的光强分布、光解实验、NO_2及O_3衰减等系列的表征实验表明,该烟雾箱系统的一些性能较国内已有的烟雾箱有一定程度的提高,而且更适合于模拟汽车尾气的光氧化反应,同时,该系统具有采样方便、两箱对比和可模拟多种环境等特点。     

成都市西南郊区春季大气PM2.5的污染水平及来源解析

为了解成都市西南郊区大气中PM_(2.5)污染特征,于2015年3月1~31日对成都西南郊区大气PM_(2.5)进行膜样品采集,并分析其中的化学组分.结果表明,3月成都市西南郊区大气PM_(2.5)的日均质量浓度为121.21μg·m~(-3),采集的31个有效PM_(2.5)样品中有24个样品日均浓度在75μg·m~(-3)以上,日超标率为77%,该地区3月PM_(2.5)污染严重.在与大气气象要素的关系研究中发现,大气颗粒物PM_(2.5)与大气能见度有着较好的指数关系,与温度、湿度有一定的正相关关系,但相关性并不明显.水溶性阴阳离子中NH~+_4(16.24%)、SO~(2-)_4(12.58%)、NO~-_3(9.91%)占PM_(2.5)的主导地位,NO~-_3/SO~(2-)_4的比值是0.77,表明成都西南郊区固定源的污染要大于移动源的污染,燃煤排放的污染相对于汽车尾气较多.有机碳(OC)/元素碳(EC)比值均大于2.0,表明有二次有机碳(SOC)产生.利用OC/EC比值法估算SOC的质量浓度发现,成都西南郊区3月PM_(2.5)中SOC的平均浓度水平为3.49μg·m~(-3),对OC的贡献率达20.6%,说明成都市西南郊区的OC主要来源于一次排放,且OC与EC的相关性分析显示,其相关系数达0.95,说明OC、EC来源相似且相对稳定,成都市西南郊区春季受局地源排放影响较大,一次排放占主导地位,二次有机碳对OC贡献相对较小,与估算所得的SOC性质一致.利用主成分分析(PCA)方法对成都西南郊区大气中PM_(2.5)进行来源解析,发现成都西南郊区PM_(2.5)的主要污染源为燃煤、生物质的燃烧、二次硝酸盐或硫酸盐、土壤和扬尘源、汽车尾气源、电子生产源以及机械加工源.     

滥施化肥可破坏大气循环

美国斯坦福大学一个生态学专门研究小组认为:由于八十年代以来,人类不断将大气中的氮气经化学固氮方法转变为动植物可资利用的化合物,结果导致大气中氮气含量成倍增长,而且日趋饱和。过量的氮气已经破坏了地球重要的大气循环。过量的氮气正在溶解土壤中其他营养物质;不断加剧地表水资源酸化,进而导致生物多样性物种数量日益减少;致使沿海地区充斥大量喜氮化物,这些氮化物作为温室气体和污染物破坏臭氧层对地球的保护作用。造成大气循环恶性发展的主要祸根是世界范围内滥施化肥的缘故。科学家建议,大力推广精耕农业技术,只有在必不可少时才施加化肥;同时应尽快恢复吸纳氮气的湿地面积。