北京地区大气中非甲烷碳氢化合物（NMHC）的人为源排放特征研究

以能源为线索,运用气相色谱－质谱－计算机联用手段,对北京地区大气中各人为源排放的NMHC进行了分类定量测定。在此基础上分析了石油化工、交通、燃煤和居民液化石油气NMHC的排放特征及对北京地区大气NMHC的贡献。结果表明,交通运输和石油化工是对大气中NMHC贡献最大的人为源,其次是燃煤工业。对大气中NMHC的特征物种也进行了尝试性的研究。     

基于城市大气挥发性有机物特征分析的数据质量评估方法及案例

城市大气挥发性有机物(VOCs)监测是空气质量监测网的重要组成部分,而数据质量控制和质量保证是VOCs监测的基础。基于8次中国城市大气VOCs外场监测,通过挖掘VOCs浓度、组成和化学活性的内在规律,对VOCs监测数据质量进行评估并总结方法。分析结果显示:城市大气乙烷和苯等长寿命组分具有明显的背景浓度,且区域背景值较为接近,可以用来诊断长寿命VOCs组分浓度异常偏低或偏高现象。而示踪组分的季节(日)变化规律可以用来识别VOCs组分定性问题(如夏季大气异戊二烯和烷基硝酸酯浓度日变化规律应反映植被排放和光化学反应特征)。另外,在气团混合均匀的情况下,VOCs浓度波动与其活性之间存在负相关,这一规律可以用来核查数据准确性或局地源影响。     

机动车排放中挥发性有机污染物的组成及其特征研究

应用大气采样罐采样技术和色谱-质谱联用(GC-MS)技术,对广州市环境空气、交通道路、城市隧道和汽车尾气中55种挥发性有机物(VOCs)的组分及其质量浓度水平进行测试,并研究了广州市机动车VOCs排放特征.结果表明:①城区环境空气质量本底观测点白云山摩星岭的大气样品中ρ(VOCs)数量级为10-1～101 μg/m3,其中烷烃类、烯烃类、乙炔和单环芳香烃类平均质量浓度分别为13.97,15.15,6.16和43.27 μg/m3.市区主要交通干道(东风中路、环市中路和新港西路)旁空气样品的ρ(VOCs)数量级为101～102μg/m3,其中烷烃类、烯烃类、乙炔和单环芳香烃类最高质量浓度相应比环境本底质量浓度高约20～30倍.②在怠速条件下检测了摩托车、出租车、大客车、轻型卡车、小轿车和公交车等6种新车和在用车型VOCs的排放,其组成和质量浓度因机动车类型、功率和燃料不同而不同,一般功率越大VOCs排放越严重,ρ(VOCs)数量级大致为10-1～103mg/m3,为交通干道空气ρ(VOCs)的1 000倍以上.其中LPG车具有最高的烷烃类、烯烃类和乙炔排放量,测试样品的ρ(VOCs)分别为815.79～2 001.66,696.84～1 799.10和53.87～416.13 mg/m3.而柴油车排放的VOCs远远低于其他燃料车型.③通过对广州珠江隧道连续48 h的监测,研究了隧道内交通特征、微气象特征和VOCs组成及其质量浓度水平,能够计算出广州机动车55种VOCs化合物的平均排放因子.      

广州市I/M计划升级及其在机动车NOx减排中的效果

以广州市为例,系统地讨论了机动车污染控制中的检查维护计划(I/M)。评估了广州市现行的I/M计划的实施情况及存在的问题,针对广州市NO_x污染控制目标,提出了广州市I/M计划升级的技术考虑,并对建议的两种加载I/M计划ASM和IM240进行了初步的费用效果分析。      

基于高分辨率在线测量的轻型汽油车含氧挥发性有机物排放模型构建

机动车排放的含氧挥发性有机物(OVOCs)具有较高的大气反应活性,但在线测量识别其高分辨率排放特征的研究仍处于起步阶段,缺乏计算和预测OVOCs排放特征的模型工具.本研究利用质子转移反应飞行时间质谱仪(PTR-TOF-MS)与离子/分子反应质谱仪(IMR-MS),在简易瞬态测试工况下对轻型汽油车排放甲醛、丙酮和乙醇等8种OVOCs组分进行了在线测量.结果表明,OVOCs组分受工况变化影响显著,国Ⅰ～国Ⅴ车辆排放过程中OVOCs排放峰值相对于怠速阶段的增幅分别为183％、105％、56％、92％和244％,同时随着排放标准从国Ⅰ升级到国Ⅴ,含量较高且作为特征组分的甲醛、丙酮和甲醇排放量的降幅分别为90.9％、93.3％和93.7％,但乙醇排放相对稳定.国Ⅰ～国V排放标准下轻型汽油车8种OVOCs总量排放因子分别为12.5、10.2、5.4、4.2和1.6 mg-km-1,总体减排幅度87％.本研究发现OVOCs排放率与比功率(VSP),排放因子与修正碳燃烧效率(MCE)密切相关,将不同排放标准车辆的VSP与排放率和MCE与基于里程的排放因子(EFs)进行拟合,分别建立了一阶线性函数关系.提出了修正碳燃烧损失率(MCL)这一概念,并得到简化的MCL与排放因子的正比例函数关系,从而阐明了OVOCs排放因子的决定性因素.基于VSP和MCL建立的OVOCs排放模型可以计算和预测轻型汽油车在不同热运行状态下的排放率和排放因子,从而为准确评估OVOCs排放贡献和建立排放源清单提供有效工具.     

我国大气挥发性有机物污染与控制

挥发性有机物是臭氧和二次有机颗粒物的重要前体物,在大气化学反应过程中扮演着极其重要的角色,同时,部分挥发性有机物危害人体健康。一直以来,我国对挥发性有机物的约束和控制略显不足,2012年底出台的《重点区域大气污染防治"十二五"规划》中首次明确提出控制挥发性有机物,为挥发性有机物的全面控制治理提供了重要的机遇和条件。2013年1月以来,我国中东部地区多次出现大范围的雾霾天气,北京更是连续4次遭遇侵     

珠江三角洲秋季生物质燃烧对有机气溶胶的贡献

本研究基于2018年和2019年秋季在珠江三角洲地区的两次外场观测,应用热脱附-化学电离飞行时间质谱(FIGAERO-ToF-CIMS)获取了高时间分辨率(每小时)的生物质燃烧示踪物左旋葡聚糖的浓度数据,并估算出生物质燃烧对有机气溶胶(OA)的贡献值.结果表明,秋季珠江三角洲地区城市站点和区域站点的左旋葡聚糖平均浓度分别为(0.07±0.08)和(0.14±0.12)μg/m³,呈现区域站点高于城市站点的空间分布特征以及早晨和夜间出现峰值的日变化特征.观察到两个站点的左旋葡聚糖与CO和乙腈之间相关性较低,但与OA之间呈现显著正相关关系.进一步基于受体示踪物法估算出生物质燃烧对OA的平均贡献分别为7.4%(城市站点)和11.4%(区域站点),且两个站点均显示出生物质燃烧对OA的贡献在夜间明显高于白天.     

全油正烷烃和类异戊二烯碳中同位素的变化

油样和源岩中沥青的碳同位素分析，主要是根据馏分法或全馏分法（即饱和烃、芳烃和NSO化合物）完成的。直到最近，前人对单个碳氢化合物中联同位素组成的研究受到了下列两个问题的限制：（1）使单个化合物的分辨率平衡；（2）为获得完善的分析结果而取得足够的分析原料。前人对单个碳氢化合物中欢同位素组成变化的研究，是利用填充柱气相色谱法收集用于分析的足够量的单个化合物；或者在最近，联合利用填充柱气相色谱仪和质谱仪，在分离单个碳氢化合物后立即分析其碳同位素组成。但这两种技术的分辨率还不足以获得精确的测量结果，而且前一种技术还很耗费时间。随着一种新的同位素比值－气相色谱法（使毛细管柱提高分辨率）的发展，这两个分析问题都已得到解决。利用这种仪器（VGIsogasIsochromⅢ）获得的实验结果表明，油件中的正烷烃与无环类异戊二烯在碳同位素组成上有着明显的差别。另外，这些类型化合物的同位素组成的差别似乎与源岩和成熟度的变化有关。本文介绍并讨论了一些精选的油样例子。     

北京市大气中VOCs垂直分布的航测研究

2007年8月在北京市地表水平及地表以上900~3100m采集全空气样品,并用气相色谱(GC-FID)-质谱(MS)对样品中的50种挥发性有机物(VOCs)组分进行了定量分析,研究了北京市大气VOCs的垂直分布特征,并识别了当地排放与周边地区的输送作用对大气VOCs的相对贡献.结果表明,随着高度的增加,各类VOCs浓度均呈现显著降低的趋势,不同物种浓度的垂直梯度与其大气化学活性直接相关.此外,湍流扩散和输送作用也会影响VOCs浓度的垂直梯度.通过对观测期间北京市上空气团反向轨迹的反演以及对惰性VOCs物种的垂直贡献的分析发现,北京市低对流层内大气VOCs受局地源排放主导,亦可能受到天津以及河北廊坊等污染地区的影响.     

生物质燃烧源排放烟尘罩稀释采样系统设计与应用

为研究生物质燃烧源颗粒物与气态污染物的排放特征,设计了可用于生物质燃烧排放实验室模拟研究的烟尘罩稀释采样系统.该系统可模拟生物质燃烧释放的高温高浓烟气排放到大气中的冷却、稀释、生长等理化过程,捕集燃烧排放的细颗粒物和多种痕量气态污染物.通过更换不同内径采样嘴等方法,系统稀释倍数可在10~70倍之间调节.详细介绍了系统的设计原理及结构,并对系统可靠性进行了检验.整个采样系统通过了气密性测试,分级采样系统平行性良好,细颗粒物损失在可接受范围,对燃烧状态扰动低,燃烧状态可实时评估.应用该系统测定了我国南方地区典型生物质燃烧源含碳污染物种的排放特征,结果表明其适于模拟各种类型的生物质燃烧.