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.     

气相色谱法测定室内空气中挥发性卤代烃

建立了活性炭吸附-溶剂解吸-气相色谱测定室内空气中7种挥发性卤代烃的分析方法。样品经活性炭采样管富集后,用二硫化碳解吸,Agilent HP-1色谱柱分离,使用带有电子捕获检测器的气相色谱仪测定,以保留时间定性,外标法定量。当采样体积为10 L时,方法检出限范围是0.03~0.18 g/m3,加标回收率在72%~114%之间,相对标准偏差小于15%。结果表明,该方法可以应用于室内空气中痕量挥发性卤代烃样品的检测分析。     

捕集阱顶空-气相色谱/质谱法检测地表水中25种挥发性有机物

建立了捕集阱顶空-气相色谱/质谱法检测地表水中25种挥发性有机物的分析方法。采用正交实验设计对捕集阱顶空条件进行了优化,该方法相关系数0.995,加标回收率为90%~110%,方法检出限为0.08~0.39μg/L,相对标准偏差(n=7)为0.7%~4.8%,仪器检出限低于0.04μg/L。方法准确度和灵敏度较好,可以满足对地表水中25种挥发性有机物的检测要求。     

飞灰螯合剂中挥发性污染物的释放

采集了4个市售飞灰螯合剂样品，分析其在20，40℃下挥发性污染物的释放规律.结果表明，释放的挥发性污染物主要有甲醛、乙醛、苯、异戊醛/异丙醇、甲硫醇、乙硫醇等；其中3个螯合剂样品甲醛的释放浓度在20℃为748~1325 μg/L-螯合剂，占释放的易挥发污染物的68%~96%（质量比），在40℃为4282~6822 μg/L-螯合剂，占释放的易挥发污染物的87%~95%（质量比）.随着温度升高，释放的挥发性污染物种类变多，部分污染物浓度增加，40℃时，4个螯合剂样品释放的易挥发污染物浓度比20℃时增加了142%~444%.元素分析、拉曼光谱和热重分析结果表明，4个螯合剂的主要有效成分相似，为二硫代氨基甲酸盐类物质.因此，推测这种飞灰螯合剂在稀释和飞灰稳定化过程中，对工作人员的健康可能有潜在的危害风险，应收集释放的气体并进行处理；且在飞灰填埋过程中，可能会导致渗滤液中NH₄⁺-N等物质的浓度升高，增加渗滤液的处理难度.     

紫外光降解对生物过滤塔去除氯苯性能的影响机制研究

紫外-生物过滤联合工艺中的紫外单元促进了后续生物过滤单元的氯苯去除性能.为了进一步揭示紫外光降解对生物过滤塔运行性能的影响机制,本研究系统分析了紫外光降解对生物过滤塔填料层pH、生物膜特性和填料层结构特性等方面的影响.结果表明,氯苯紫外光降解产物导致了生物过滤单元填料层pH的下降(从pH 6～8降至pH 4～7);另外,紫外单元产生的臭氧降低了生物过滤单元生物膜厚度和生物膜的EPS含量,改善了生物膜的特性,提高了氯苯和营养物质在生物膜内的传质效率.同时,臭氧可以有效控制生物量过量积累,增加了填料层的比表面积(从784 m2.m-3增加至880 m2.m-3),优化了填料层的结构特性,提高了污染物的反应速率.上述各方面的综合作用最终促进了生物过滤单元的氯苯去除性能.     

长白山温带森林挥发性有机物的排放通量

2010年夏季,在长白山温带森林开展了挥发性有机物(VOC)排放通量以及气象参数、PAR的综合测量.VOC排放通量采用松弛涡度积累(RelaxedEddyAccumulation)技术在森林冠层上进行测量.初步发现长白山阔叶林主要排放α-蒎烯、β-蒎烯、莰烯、香桧烯、月桂烯、蒈烯、柠檬烯、罗勒烯、松油烯、繖花烃、萜品油烯、三环烯等.研究表明,长白山阔叶混交林VOC排放有明显的日变化——早晚较低和中午前后较高.2010年夏季,单萜烯总排放通量的平均值为0.242mg·m·h-2-1,其变化范围为0.005～1.668mg·m·h-2-1;各成分排放通量的平均值(和最大值)分别为α-蒎烯0.072(0.234)、莰烯0.028(0.356)、月桂烯0.027(0.433)、蒈烯0.023(0.173)、柠檬烯0.037(0.197)、罗勒烯0.016(0.168)、萜品油烯0.053(0.320)、繖花烃0.067(0.755)mg·m·h-2-1.研究还发现VOC排放通量与气温之间存在一定的联系.     

基于遥感资料的中国东部地区植被VOCs排放强度研究

本研究充分基于遥感资料获取中国东部地区叶面积指数和叶生物量的最新信息,并广泛调研了植被VOCs排放因子的最新研究进展,以2008—2010年的植被和气象的平均状态为背景,基于MEGAN排放模型,研究了中国东部地区植被VOCs(BVOCs)排放的时空分布特征.结果表明,我国东部地区BVOCs年排放总量为11.3×106t(以C计,下同),其中异戊二烯(ISOP)、单萜烯(MON)和其它VOC(OVOC)质量分数(下同),分别为44.9%、31.5%、23.6%.BVOCs排放呈现明显的季节变化特征,春、夏、秋、冬4个季节分别占全年的11.2%、71.8%、14.1%和3.0%.空间分布上,排放高值区主要分布于大小兴安岭、长白山脉、秦岭大巴山脉、东南丘陵、海南等植被茂密的区域,年均排放强度一般在1500～6000kg·km-·2a-1之间,福建、广东、江西、浙江、湖南、湖北等省份BVOCs的排放总量与平均排放强度均较高.本研究所得到的高时空分辨率的BVOCs排放清单,可以为区域环境与气候的数值模拟研究提供基础.     

植物释放挥发性有机物(BVOC)向二次有机气溶胶(SOA)转化机制研究

利用自制玻璃生态罩,研究植物挥发性有机物（BVOC）的释放机制.在紫外光诱导条件下,BVOC经历一系列的光氧化反应,最终产生了二次有机气溶胶（SOA）.运用固相微萃取（SPME）和气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术,对目标植物（驱蚊草）释放出的BVOC进行采样分析,共检测出7种主要化合物,其中主要为单萜类、倍半萜类、醇类和酮类物质.研究发现,在紫外光的照射下,这些BVOC可以发生光氧化反应转化为SOA.利用串联差分淌度分析仪（TDMA）测定SOA的粒径分布和SOA颗粒物的吸湿性.结果表明粒径范围大致是50～320 nm,吸湿性研究发现这些SOA具有吸湿性,生长因子可以从1.05增长到1.11.