上海城郊夏季大气VOCs在臭氧生成中的作用

为研究上海市夏季臭氧高发季节大气VOCs在臭氧生成中作用,选取2018年5～8月大气臭氧较高的时段,在淀山湖科学观测研究站对103种挥发性有机物、臭氧和氮氧化物等环境污染物进行观测.结果表明,上海臭氧高发季节大气平均φ(VOCs)为32.7×10-9,羰基化合物是VOCs的主要组分,所占质量分数达35.0％.羰基化合物...     

大气中羰基化合物GC/MS分析方法

介绍了一种灵敏度高、可靠并且能同时检测大气中20种羰基化合物(C1～C10)的分析方法.该方法是采用涂布PFPH(衍生剂)的Tenax TA作为固体吸附剂采集大气样品,然后再经过溶剂洗脱和气相色谱/质谱(GC/MS)分离检测的一项分析技术.校正曲线的可决系数(R2)、检测限(LOD)、平行样标准偏差(RSD,n=6)、回收率分别为0.995～1.00,0.15～1.04ng·m-3,7.3%～15.8%和92.7%～109.2%.该方法成功地应用到对大气中羰基化合物的定量检测.对羰基化合物浓度的日变化分析表明,上海大气中羰基化合物浓度变化与大气光化学反应的强弱有密切关系.     

上海市大气PM2.5中羰基化合物的研究

利用2,4-二硝基苯肼(DNPH)作为衍生化试剂,高效液相色谱/紫外检测法(HPLC/UV)定量检测上海市大气PM2.5中单羰基和二羰基化合物,共检测出5种单羰基化合物和2种二羰基化合物(乙二醛和甲基乙二醛).单羰基化合物中浓度最高的是甲醛和乙醛,其年平均浓度分别为(1579.47±672.81)ng/m3和(572.02±470.58)ng/m3;二羰基化合物乙二醛和甲基乙二醛的年平均浓度分别为(63.74±54.27)ng/m3和(97.28±39.62)ng/m3.研究发现上海市大气PM2.5中一些羰基化合物具有明显的日变化和季节变化规律:日变化表现为早晚高峰,而季节性变化单羰基化合物是冬天>夏天,二羰基化合物则是夏季>冬季.此外,PM2.5中羰基化合物的浓度还与温度、湿度、质量浓度具有一定的关系.     

五氟苄基羟胺衍生与GC/MS联用分析大气中的单羰基化合物和多羰基化合物

利用涂布五氟苄基羟胺（PFBHA）的Tenax-TA作为固体吸附剂,采取主动采样的方式采集大气中羰基化合物,再经溶剂洗脱和氮吹浓缩后用气相色谱/质谱（GC/MS）分析,成功检测到14种单羰基化合物和2种二羰基化合物（乙二醛与甲基乙二醛）.研究表明：在吸附剂的装载量为50mg的前提下,当衍生剂的涂布量为260nmol,采集流速为50mL·min^-1时,采集效果最佳.羰基化合物的检测限、平行样的相对标准偏差和样品的加标回收率范围分别为0.54～3.83ng·m^-3、1.0%～14.2%、89.2%～113.8%.该方法在实际大气样品中合适的采样时间为0.5～8.0h.利用此法对上海市宝山区大气中羰基化合物进行了检测,成功检测到16种羰基化合物,且具有明显的日变化趋势.     

浙江嘉兴农场大气羰基化合物水平及来源

对浙江嘉兴农场的大气羰基化合物水平进行了研究,利用液相双质谱(LC-MS/MS)进行样品分析,检测出32种羰基化合物.结果表明,甲醛、乙醛、壬醛/2-壬酮和十二醛为最为丰富的羰基化合物,其平均浓度分别为13.99,8.76,7.77,7.13μg/m3,分别占羰基化合物总量的18.29%,11.45%,10.16%,9.32%.光化学反应和植物排放,尤其是水稻的排放,是嘉兴农场大气羰基化合物的主要来源;水稻收割活动还是乙醛和己醛的另一个来源.羰基化合物之间的相关性分析表明,甲醛与乙醛之间有显著线性相关(r=0.58,P0.70,表明庚醛与乙醛及其他高分子的羰基化合物亦有相同来源;十一醛、十二醛、十三醛、辛醛、癸醛和壬醛/2-壬酮之间的线性相关在0.95~0.99范围(P<0.01),表明其来源极为一致.     

2021年春季昆明市臭氧污染来源解析相关研究

于2021年4月15日—5月20日对昆明市大气挥发性有机物(VOCs)进行了监测,根据结果对昆明市VOCs的组成、日变化特征、臭氧生成潜势(OFP)和相对臭氧影响(ROI)进行了研究,并利用PMF模型对昆明市VOCs进行了来源解析.结果表明,昆明市大气VOCs平均体积分数为(14.19±7.09)×10^-9,OVOCs占比最大达到32.21%.TVOCs日变化规律显著,呈早上高、下午低的变化规律;OVOCs日变化规律与O₃较为相似,呈中午高、早晚低的特点.去除醛、酮化合物后,ROI和OFP的计算结果均表明烯烃对昆明市臭氧生成的贡献最大;OFP结果表明单物种乙烯(17.01%)对臭氧生成贡献最大,而ROI结果表明异戊二烯(19.31%)对臭氧生成贡献最大.通过特征比值法发现昆明市正丁烷、异丁烷主要来自液化石油气.T/B的特定比值表明芳香烃的来源以燃烧源为主.通过PMF模型解析出6种VOCs来源,依次为二次生成源(37.90%)、生物质燃烧源(21.20%)、溶剂使用源(14.86%)、机动车尾气源(10.74%)、工业排放源(7.67%)和天然...     

典型光化学污染期间杭州大气挥发性有机物污染特征及反应活性

在2018年9月14～23日选取了典型光化学污染期间,在长三角重点城市杭州市城区开展大气中挥发性有机物(VOCs)的加密观测.对80个有效样品分析结果表明,观测期间大气VOCs的122种化合物平均体积分数为(59.5±19.8)×10~(-9),含氧化合物(OVOC)是其中最主要的组分.用臭氧生成潜势(OFP)评估大气反应活性结果表明,观测期间OFP平均值为145×10~(-9),其中贡献最大的是芳烃和醛酮化合物.其大气VOCs整体活性水平与丙烯腈相当.运用正交矩阵因子(PMF)模型对VOCs进行源解析后,识别出杭州市大气VOCs的5个主要污染源,分别为二次生成(25.2%)、燃烧及工艺过程(27.2%)、溶剂使用(17.3%)、天然源(9.2%)和机动车排放(21.2%).本研究结果可为深入掌握杭州市VOCs污染特征以及科学制定防控措施提供技术支撑.     

广州大气中羰基化合物特征

在广州选择不同的区研究了广州大气中羰基化合物的浓度水平,分布特征及来源。广州大气中羰基化合物的浓度在城区不同的采样地点,不同的采样时间变化不大;浓度水平与世界上其他污染比较严重的几个城市相当。利用文献中羰基化合物与.OH的反应常数,计算出在广州大气中羰基化合物对.OH消除贡献。     

深圳南头半岛冬季大气中PAHs 的分布特征与来源

对深圳市南头半岛冬季期间大气中的多环芳烃(PAHs)进行了为期2 个月的连续观测.结果表明,PAHs 主要以气态化合物为主,其中菲的含量最高,气态和固态PAHs 的平均含量分别为99.3, 26.4ng/m3.气象条件的变化对大气PAHs 影响显著,灰霾期大气中PAHs 含量的高值源于无风、干燥气象条件下形成的逆温效应,而降雨可有效去除固态PAHs.采用因子分析与特征化合物比值法对大气中PAHs 的来源与贡献率进行了研究,大气中PAHs 主要来源为机动车尾气排放、燃煤发电和垃圾焚烧发电,其贡献率分别为50.0%、29.4%和20.6%.     

典型化工集中区环境空气SVOCs污染特征及来源解析

于冬春两季在华东3个典型石化化工集中区设置环境空气观测点,利用PUF大气被动采样技术(PUF-PAS)采集大气中半挥发性有机化合物(SVOCs),使用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)进行分析.获得59种SVOCs的浓度,包括25种多环芳烃(PAHs)、24种正构烷烃及10种藿烷,并结合主成分分析和特征比值法解析PAHs来源.结果表明:①各观测点正构烷烃贡献率最高,其次是PAHs,分别超过60％和30％;②根据各化合物冬春季浓度变化并结合风向进行分析,推测正构烷烃C18、C29 αβ-藿烷和C30αβ-藿烷与石油化工排放有关;③PAHs单体以菲(Phe)、荧蒽(Fla)、萘(Nap)、芴(Flu)和芘(Pyr)为主,合计占比高达90.0％;④主成分分析显示观测点PAHs主要来自化石燃料燃烧、机动车尾气和石化工艺排放等,3类来源对PAHs的贡献率分别为56.0％、19.2％和8.6％,基于特征比值法的PAHs来源解析予以了验证.     

湛江市夏季大气挥发性有机物污染特征及来源解析

臭氧污染在全国呈加剧态势,在非重点区域和非重点城市其相关研究薄弱.在湛江市选取3个采样点,使用苏玛罐和2,4-二硝基苯肼(DNPH)吸附管采样,并利用气相色谱-质谱/氢离子火焰检测器(GC-MS/FID)和高效液相色谱(HPLC)分析了101种挥发性有机物(VOCs),分析其主要组分和变化特点,计算VOCs的臭氧生成潜势(OFP),并利用正定矩阵因子分解模型(PMF)进行源解析.结果表明,采样期间湛江市φ(TVOCs)平均值为1.28×10^-7,其中OVOCs占比最高,为52%,其次为烷烃(36%)、烯烃(7%)、卤代烃(2.42%)、芳香烃(1.61%)和炔烃(0.78%).VOCs组分日变化特征表明,芳香烃和烷烃早晚体积分数高而中午低,受光化学反应影响大;而OVOCs在光化学反应强烈的中午体积分数低而傍晚高,表明傍晚采样点附近OVOCs直接排放增多或受到上风向污染源输送的影响.湛江市TVOCs的OFP为3.28×10^-7,优势物种为甲醛、1-丁烯、正丁烷、2-丁酮和乙醛.表征气团老化程度的X/E值和气团后向轨迹分析表明,采样期间,当受来自...     

利用ME-2模型提升PM2.5源解析效果

为探讨ME-2模型控制旋转对传统PMF模型源解析效果的提升作用，于2017年9月10日~2018年8月29日在深圳北部某工业区开展PM_2.5采样，共获得153套样品.对PM_2.5中31种化学组分进行了分析，筛选出17个物种输入模型运算.2018年深圳北部工业区大气PM_2.5年均浓度为32.3 μg/m³，利用PMF模型初步识别出9个因子，分别为二次硫酸盐、二次硝酸盐、老化海盐、土壤扬尘、工业排放、燃煤、生物质燃烧、船舶排放和机动车，PMF输出结果中"混合因子"问题显著.基于PMF解析结果及获得的先验信息，在ME-2模型中建立4个限制源谱进一步解析，结果表明，与PMF模型相比，ME-2结果的示踪物在源中分配更集中，对示踪物浓度与相应源贡献的时间序列也提供了更好的拟合效果.二次硝酸盐、老化海盐、工业排放源在PMF模型中被高估了9%~51%，而二次硫酸盐、燃煤和生物质燃烧源被低估了19%~40%.本研究中ME-2解析结果比PMF更具有环境和统计学意义，为污染防治提供了更精确的控制指向.     

北京怀柔O3污染过程初始VOCs浓度特征及来源分析

为了解北京怀柔区夏季典型O₃污染过程中初始VOCs（挥发性有机物）浓度（以φ计）的特征,识别其关键物种及主要来源,于2016年8月3-11日在中国科学院大学雁栖湖校区教学楼顶开展强化观测,利用光化学物种比值法和连续反应模型法测算观测期间大气初始φ（VOCs）,采用MIR（最大增量反应活性）法估算初始VOCs的OFP（O₃生成潜势）,识别关键物种,并应用PMF（正交矩阵因子）模型对初始VOCs的来源进行解析.结果表明:北京怀柔区O₃污染过程中初始φ（VOCs）平均值为25.27×10-9,如忽略化学损失,φ（VOCs）将被低估约18.6%.初始VOCs的总OFP值为144.6×10-9,VOCs物种对总OFP贡献率的顺序依次为醛酮类>烯烃>芳香烃>烷烃,异戊二烯、乙醛、己醛、间/对-二甲苯、甲苯、乙烯、丙烯、1,2,4-三甲苯、丁酮、1,3,5-三甲苯是怀柔区O₃形成的关键活性物种.PMF解析结果显示,机动车尾气源对初始φ（VOCs）的贡献率（23.5%）最高,其次是溶剂使用源（18.3%）、植物排放源（18.1%）、工业过程源（17.6%）、生物质燃烧源（12.1%）和煤炭燃烧源（10.5%）.研究显示,在北京怀柔区典型O₃污染过程中,减少机动车尾气源、溶剂使用源、上风向工业过程源的排放是控制怀柔区VOCs的有效措施,而控制异戊二烯、乙醛、己醛、间/对-二甲苯、甲苯等关键活性物种则是有效抑制VOCs排放对O₃生成贡献的重要手段.      

加入SOA示踪的深圳大气PM2.5受体模型源解析

为厘清包括二次有机气溶胶（SOA）在内的深圳市区PM_2.5各种一次和二次来源贡献,本文于2017年9月2日~2018年8月29日在深圳市大学城点位开展PM_2.5样品采集,并进行化学组分和水溶性有机物（WSOM）质谱测量,共获得162组有效数据.观测期间深圳市大气PM_2.5平均质量浓度为26μg/m³,在传统PMF源解析的基础上加入羧基离子碎片（CO₂⁺）作为SOA的示踪物,加入水溶性有机氧（WSOO）用于计算各因子O/C,验证有机物解析效果.结果表明,SOA可以被独立解析出,其O/C明显高于其他一次污染源中有机物;机动车、二次硫酸盐、二次硝酸盐、SOA为最主要的4个源,对PM_2.5质量浓度的贡献分别为25%、23%、17%和10%,船舶、地面扬尘、老化海盐、建筑尘、生物质燃烧、燃煤和工业贡献均在5%以内.各个源的变化特征表明,机动车、二次硫酸盐、二次硝酸盐、SOA等源贡献呈现冬高夏低的季节特征,与冬季季风条件下源自内陆的污染传输密切相关.污染天气时,二次硝酸盐和SOA的贡献增加相对最显著,因此NOx和挥发性有机物是减排的关键.     

加入SOA示踪的深圳大气PM2.5受体模型源解析

为厘清包括二次有机气溶胶（SOA）在内的深圳市区PM_2.5各种一次和二次来源贡献,本文于2017年9月2日~2018年8月29日在深圳市大学城点位开展PM_2.5样品采集,并进行化学组分和水溶性有机物（WSOM）质谱测量,共获得162组有效数据.观测期间深圳市大气PM_2.5平均质量浓度为26μg/m³,在传统PMF源解析的基础上加入羧基离子碎片（CO₂⁺）作为SOA的示踪物,加入水溶性有机氧（WSOO）用于计算各因子O/C,验证有机物解析效果.结果表明,SOA可以被独立解析出,其O/C明显高于其他一次污染源中有机物;机动车、二次硫酸盐、二次硝酸盐、SOA为最主要的4个源,对PM_2.5质量浓度的贡献分别为25%、23%、17%和10%,船舶、地面扬尘、老化海盐、建筑尘、生物质燃烧、燃煤和工业贡献均在5%以内.各个源的变化特征表明,机动车、二次硫酸盐、二次硝酸盐、SOA等源贡献呈现冬高夏低的季节特征,与冬季季风条件下源自内陆的污染传输密切相关.污染天气时,二次硝酸盐和SOA的贡献增加相对最显著,因此NOx和挥发性有机物是减排的关键.     

Investigation of carbonyl compound sources at a rural site in the Yangtze River Delta region of China

Carbonyl compounds are important intermediates in atmospheric photochemistry, but their primary sources are still not understood well. In this work, carbonyls, hydrocarbons, and alkyl nitrates were continuously measured during November 2011 at a rural site in the Yangtze River Delta region of China. Mixing ratios of carbonyls and hydrocarbons showed large fluctuations during the entire measurement. The average level for total measured volatile organic compounds during the pollution episode from 25th to 27th November, 2011 was 91.6 ppb, about 7 times the value for the clean period of 7th–8th, November, 2011. To preliminarily identify toluene sources at this site, the emission ratio of toluene to benzene (T/B) during the pollution episode was determined based on photochemical ages derived from the relationship of alkyl nitrates to their parent alkanes. The calculated T/B was 5.8 ppb/ppb, significantly higher than the values of 0.2–1.7 ppb/ppb for vehicular exhaust and other combustion sources, indicating the dominant influence of industrial emissions on ambient toluene. The contributions of industrial sources to ambient carbonyls were then calculated using a multiple linear regression fit model that used toluene and alkyl nitrates as respective tracers for industrial emission and secondary production. During the pollution episode, 18.5%, 69.0%, and 52.9% of measured formaldehyde, acetaldehyde, and acetone were considered to be attributable to industrial emissions. The emission ratios relative to toluene for formaldehyde, acetaldehyde, and acetone were determined to be 0.10, 0.20 and 0.40 ppb/ppb, respectively. More research on industrial carbonyl emission characteristics is needed to understand carbonyl sources better.     

重庆市主城区O3污染时期大气VOCs污染特征及来源解析

2020年8月底至9月初,重庆市主城区发生了持续时间近2周的O₃污染过程.期间,在主城区3个观测站点利用苏玛罐和DNPH采样柱采集的环境空气VOCs样品,研究了O₃污染期间VOCs组分特征、光化学反应活性及来源解析.结果表明,观测期间重庆市主城区TVOCs平均体积分数为45.08×10^-9,各组分体积分数排序依次为OVOCs、烷烃、卤代烃、烯烃、芳香烃和炔烃.体积分数较高的VOCs物种是甲醛、乙烯和丙酮,三者之和占比TVOCs超过30%.OVOCs和烯烃对· OH消耗速率（L_i^·OH）和臭氧生成潜势（OFP）均具有较大的贡献,是生成O₃的关键VOCs组分;其中,OVOCs组分中主要的活性物种为甲醛、乙醛和丙烯醛,烯烃组分中主要的活性物种为异戊二烯、乙烯和正丁烯.VOCs中二甲苯与乙苯的比值较低,并且两者呈现显著的相关性,表明主城区大气中VOCs气团老化程度高,同时还受到其他区域远距离传输的影响.PMF受体模型解析结果显示,主要有5种VOCs来源,依次为二次生成源（27.67%）、机动车尾气源（26.56%）、工业排放源（17.86%）、植物源（14.51%）和化石燃料燃烧源（13.4%）.     

Investigation of carbonyl compound sources at a rural site in the Yangtze River Delta region of China

Carbonyl compounds are important intermediates in atmospheric photochemistry, but their primary sources are still not understood well. In this work, carbonyls, hydrocarbons, and alkyl nitrates were continuously measured during November 2011 at a rural site in the Yangtze River Delta region of China. Mixing ratios of carbonyls and hydrocarbons showed large fluctuations during the entire measurement. The average level for total measured volatile organic compounds during the pollution episode from 25th to 27th November, 2011 was 91.6 ppb, about 7 times the value for the clean period of 7th-8th, November, 2011. To preliminarily identify toluene sources at this site, the emission ratio of toluene to benzene (T/B) during the pollution episode was determined based on photochemical ages derived from the relationship of alkyl nitrates to their parent alkanes. The calculated T/B was 5.8 ppb/ppb, significantly higher than the values of 0.2-1.7 ppb/ppb for vehicular exhaust and other combustion sources, indicating the dominant influence of industrial emissions on ambient toluene. The contributions of industrial sources to ambient carbonyls were then calculated using a multiple linear regression fit model that used toluene and alkyl nitrates as respective tracers for industrial emission and secondary production. During the pollution episode, 18.5%, 69.0%, and 52.9% of measured formaldehyde, acetaldehyde, and acetone were considered to be attributable to industrial emissions. The emission ratios relative to toluene for formaldehyde, acetaldehyde, and acetone were determined to be 0.10, 0.20 and 0.40 ppb/ppb, respectively. More research on industrial carbonyl emission characteristics is needed to understand carbonyl sources better.     

天津市郊夏季VOCs化学特征及其时间精细化的来源解析

夏季为环境空气中臭氧污染事件的频发时期,针对挥发性有机化合物(VOCs)及其臭氧生成潜势(OFP)的时间精细化的来源解析研究,对有效地进行臭氧污染防控具有非常重要的作用.利用2019年夏季(6～8月)天津市郊区点位监测的小时分辨率VOCs在线数据,分析臭氧污染事件和非臭氧污染时期环境受体中VOCs及其OFP的变化特征,并利用正定矩阵因子分解(PMF)模型进行精细化的来源解析研究.结果表明,夏季环境受体中VOCs平均体积分数为24.42×10-9,臭氧污染事件中的VOCs平均体积分数为27.72×10-9,较非臭氧污染时期增加15.69％.夏季总VOCs(TVOCs)的OFP为87.92×10-9,其中烯烃的OFP最高,对TVOCs的OFP的贡献达58.28％.臭氧污染事件中TVOCs的OFP为102.68×10-9,较非臭氧污染时期增加19.59％.臭氧污染事件中VOCs的来源分别为石化工业及汽油挥发(29.44％)、柴油车尾气(23.52％)、液化石油气及汽油车尾气(22.00％)、天然气及燃烧(13.41％)、溶剂使用(6.14％)和植物排放(5.49％).相比于非臭氧污染时期,液化石油气及汽油车尾气和柴油车尾气分别增长4.84％和5.29％.石化工业及汽油挥发和植物排放的贡献均表现为08:00开始上升,11:00达到最高,这与太阳辐射增强和温度不断上升密切相关.液化石油气及汽油车尾气和柴油车尾气均具有明显的早晚高峰特征,并在夜间(00:00～06:00)保持较高贡献水平.根据PMF结果并结合OFP的计算方法,解析了不同源类对臭氧生成潜势的 贡献.石化工业及汽油挥发(31.01％)和柴油车尾气(36.64％)是较高贡献源类,相比非臭氧污染时期分别增加了 1.74％和8.27％;并且石化工业及汽油挥发贡献率在臭氧污染事件发生过程的上升阶段显著增加,而在下降阶段明显下降.     

天津市郊夏季的臭氧变化特征及其前体物VOCs的来源解析

本文利用天津市南开大学津南校区大气环境综合观测站的臭氧及其前体物(VOCs 和NOx)、气象参数等在线监测仪器,获取了 2018 年夏季(6～8 月)小时分辨率的数据信息;分析臭氧及其前体物的相互关系及变化特征;根据光化学年龄计算出VOCs的初始浓度对其日间(06:00～24:00)VOCs体积分数的光化学损耗进行修正...