Biogenic volatile organic compound analyses by PTR-TOF-MS: Calibration, humidity effect and reduced electric field dependency

Green leaf volatiles(GLVs) emitted by plants after stress or damage induction are a major part of biogenic volatile organic compounds(BVOCs). Proton transfer reaction time-of-flight mass spectrometry(PTR-TOF-MS) is a high-resolution and sensitive technique for in situ GLV analyses, while its performance is dramatically influenced by humidity, electric field,etc. In this study the influence of gas humidity and the effect of reduced field(E/N) were examined in addition to measuring calibration curves for the GLVs. Calibration curves measured for seven of the GLVs in dry air were linear, with sensitivities ranging from 5 to10 ncps/ppbv(normalized counts per second/parts per billion by volume). The sensitivities for most GLV analyses were found to increase by between 20% and 35% when the humidity of the sample gas was raised from 0% to 70% relative humidity(RH) at 21°C, with the exception of(E)-2-hexenol. Product ion branching ratios were also affected by humidity,with the relative abundance of the protonated molecular ions and higher mass fragment ions increasing with humidity. The effect of reduced field(E/N) on the fragmentation of GLVs was examined in the drift tube of the PTR-TOF-MS. The structurally similar GLVs are acutely susceptible to fragmentation following ionization and the fragmentation patterns are highly dependent on E/N. Overall the measured fragmentation patterns contain sufficient information to permit at least partial separation and identification of the isomeric GLVs by looking at differences in their fragmentation patterns at high and low E/N.     

连续流动法测定沉积物中的酸挥发性硫化物

优化沉积物中酸挥发性硫化物(Acid Volatile Sulfide,AVS)的提取方法并采用连续流动分析法检测提取液中的硫化物.研究了吸收液的种类、氮气流量与吹气的时间和反应温度对AVS提取效果的影响以优化提取方法.结果表明,与传统的氢氧化钠或硫酸镉-氢氧化钠吸收液相比,以氯化锌-羧甲基纤维素钠溶液为吸收液吸附效率好,稳定性高且无毒.用连续流动分析法检测提取液中的AVS快速、准确、稳定性好.     

桂林市公共场所空气污染的检测与分析

采用甲醛检测仪、有机气体检测仪等测试分析了桂林市宾馆、商场、候车室、家具城、文化娱乐场等公共场所的甲醛和TVOC浓度。结果显示:候车室和文化娱乐场所的甲醛、TVOC合格率均为100%;宾馆、商场、家具城的TVOC合格率分别为98.7%、98.9%、95.0%,甲醛合格率分别为78.8%、91.1%、85.0%;皮革制品、家具板材等为主要的甲醛和TVOC污染源。     

城市安全供水综合指数研究-以太原为例

采集太原市不同区住户的自来水和12种瓶装水,分析了水中无机离子和挥发性有机物( VOCs)成分.结果表明,无机离子和VOCs的总浓度范围分别为1.08~354.18 mg/L和0.43~13.98 μg/L;自来水中的无机离子与VOCs 含量最高,约是瓶装水中浓度的三倍.加热与过滤处理措施均可改善自来水水质,对水中无机离子和VOCs的去除效果均可达19%~100%,其中过滤可能会引发VOCs的二次污染 .根据饮用水标准,使用饮用水水质指数( DWQI)模型对水质评价结果显示,太原市饮用水水质总体较好.     

成都市臭氧重污染成因与来源解析

采用来源解析的方法对2020年成都市发生的一次较为严重的臭氧污染事件进行了研究.结果表明,此次污染过程呈现从清洁-污染-清洁的变化趋势,污染持续时间长达9d,最大臭氧小时浓度达到258.8μg/m3.气象因素在成都臭氧污染中的影响不可忽略,其中温度与臭氧浓度呈现显著正相关关系,东北风主要出现在污染前和污染后,可能起到稀...     

低NOx环境异戊二烯促进甲苯生成甲基丁烯二醛的模拟实验

在低NO_x浓度条件下开展甲苯和异戊二烯复合体系的烟雾箱模拟实验,使用高时间分辨率的在线质子转移反应飞行时间质谱(PTR-TOF-MS)实时监测混合体系中反应物与产物的浓度变化情况,探究人为源与天然源交汇过程中, 自然源挥发性有机物 (BVOCs)对人为挥发性有机物(AVOCs)化学降解的影响.结果表明,异戊二烯与甲苯竞争OH自由基,从而抑制了甲苯的化学降解,该竞争反应开始得越早,抑制效果越显著.研究还发现异戊二烯会增强甲苯RO₂降解途径产物的产量,生成更多1,4不饱和-二羰基化合物(如丁烯二醛和甲基丁烯二醛)与二羰基化合物(如乙二醛和甲基乙二醛),其中甲基丁烯二醛增量最高可达38.6%.此外,异戊二烯快速氧化生成的RO₂自由基碳数更少,可能与甲苯氧化生成的RO₂自由基发生了快速的交叉反应,有利于甲苯RO自由基的生成及裂解,最终导致甲苯RO₂途径裂解产物的增加.     

Wall losses of oxygenated volatile organic compounds from oxidation of toluene: Effects of chamber volume and relative humidity

Vapor wall losses can affect the yields of secondary organic aerosol. The effects of surface-to-volume (S/V) ratio and relative humidity (RH) on the vapor-wall interactions were investigated in this study. The oxygenated volatile organic compounds (OVOCs) were generated from toluene-H₂O₂ irradiations. The average gas to wall loss rate constant (k_gw) of OVOCs in a 400 L reactor (S/V = 7.5 m⁻¹) is 2.47 (2.41 under humid conditions) times higher than that in a 5000 L reactor (S/V = 3.6 m⁻¹) under dry conditions. In contrast, the average desorption rate constant (k_wg) of OVOCs in 400 L reactor is only 1.37 (1.20 under humid conditions) times higher than that in 5000 L reactor under dry conditions. It shows that increasing the S/V ratio can promote the wall losses of OVOCs. By contrast, the RH effect on k_gw is not prominent. The average k_gw value under humid conditions is almost the same as under dry conditions in the 400 L (5000 L) reactor. However, increasing RH can decrease the desorption rates. The average k_wg value under dry conditions is 1.45 (1.27) times higher than that under humid conditions in the 400 L (5000 L) reactor. The high RH can increase the partitioning equilibrium timescales and enhance the wall losses of OVOCs.     

长三角区域人为源活性挥发性有机物高分辨率排放清单

基于长三角区域41个城市本地实测,结合美国EPA的SPECIATE 4.4数据库,建立了长三角区域人为源活性挥发性有机物(VOCs)高分辨率排放清单,分析了区域内VOCs的排放特征和组分构成;计算了VOCs的臭氧生成潜势(OFP)和二次有机气溶胶生成潜势(SOAP).结果表明,2017年,长三角区域人为源VOCs排放总量为4.9×10⁶ t,其中工艺过程源、工业溶剂使用源、移动源、生活源、储运源、农业源和废弃物处理源排放贡献分别为：34.3%、27.1%、19.5%、9.7%、6.1%、2.5%和0.4%.芳香烃和烷烃是VOCs的主要种类,均各占长三角VOCs排放总量的25%.工艺过程源、工业溶剂使用源、移动源和生活源OFP贡献率分别为38.3%、21.5%、16.4%和13.2%,SOAP贡献率分别为26.2%、34.1%、18.1%和17.9%,与VOCs排放量的主要贡献源基本一致.各城市VOCs重点排放行业存在较大差异,重点城市群以石化化工和装备制造为主,区域北部则以木材家具等涂装行业为主.计算表明,丙烯、间/对-二甲苯和乙烯是臭氧主要贡献源;甲苯、1,2,...     

复合污染条件下人为源VOCs的SOA生成研究进展

大气细颗粒物(PM_2.5)仍是我国空气质量持续改善的重大挑战.近年来,二次有机气溶胶(SOA)对PM_2.5的贡献日益凸显.因此,深入认识复合污染条件下SOA生成机制和影响因素可以为进一步降低PM_2.5提供重要理论依据.实验室模拟是深入认识SOA生成机制的关键途径,也是模式模拟参数化方案的可靠来源之一.主要综述了我国多污染物共存条件下典型人为源挥发性有机物(VOCs)的SOA生成研究进展,包括汽油蒸气VOCs、生物质燃烧VOCs和含氧VOCs形成SOA过程中,前体物浓度、芳香烃含量、无机气体、种子气溶胶和相对湿度(RH)等不同因素对SOA生成的影响;阐述了实际大气VOCs的SOA生成潜势及其影响因素,最后提出了目前在SOA机制研究方面存在的关键科学问题,并对未来的研究方向进行了展望.     

兰州市夏季挥发性有机物污染特征及来源解析

为研究兰州市夏季大气挥发性有机物（VOCs）污染特征和来源,采用实时在线监测仪器TH-300B （GC-MS/FID）等多种设备联用,于2021年7月开展为期1个月的综合观测.结果表明,监测期间总挥发性有机物ρ（TVOCs）为99.77μg·m^-3,烷烃占比最大,其次是芳香烃和含氧挥发性有机物（OVOCs）,烯炔烃和卤代烃占比较小,各组分浓度呈现早晚高,中午低的日变化特征.VOCs臭氧生成潜势（OFP）前10种物质贡献率占57.3%,二次有机气溶胶（SOA）生成潜势前10种物质贡献率占93.10%,以芳香烃和高碳烷烃为主,其中,甲苯和间/对-二甲苯对OFP和SOA贡献最大.采用正交矩阵因子分解法（PMF）进行污染来源解析,其中工业溶剂源（22.25%）、油漆涂料源（21.70%）和机动车尾气源（16.25%）是研究区环境空气中VOCs的主要来源;基于污染源排放清单法,2017年兰州市VOCs排放量为94761.6 t,主要来自溶剂使用源和移动源,贡献率分别为56.70%和18.03%.因此解决兰州大气复合污染问题,实现O₃和PM_2.5协同控制,应以工业溶剂排放和机动车管控为主,重点减少VOCs中甲苯和间/对-二甲苯等芳香烃化合物排放.