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华北地区不同类型站点大气挥发性有机物(VOCs)特征研究

印丽媛  
【摘要】:挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)是大气中一类重要的气态污染物,VOCs不仅对人体健康和生态环境等有直接影响,还可以通过参与大气光化学反应生成二次污染物如臭氧、过氧乙酰硝酸酯和有机气溶胶等,对人体健康、环境、天气和气候等造成间接影响。研究VOCs的组成可为大气光化学反应机理、大气化学模式、大气污染物来源和控制等提供重要数据。本研究优化了VOCs热解吸-全二维气相色谱(GC×GC)/FID/质谱分析系统和方法,选取华北地区城市、城郊、农村和华北区域背景站4个不同类型站点开展VOCs观测,获取了华北地区不同类型站点的VOCs观测数据,以2011年6月的一次强化观测实验为基础,通过数据分析,总结和比较了华北地区不同类型站点的VOCs组成和日变化等特征,估算了不同VOCs物种在光化学臭氧生成中的贡献。 本研究共定性定量各类VOCs物质107种,其中C4-C15烷烃32种、C4-C10烯烃13种、C6-C12芳香烃18种、C1-C6卤代烃15种(包括卤代烷烃、卤代烯烃和卤代芳香烃)、C2-C13含氧有机物29种(包括醇、醛、酮、酯等)。在强化观测期内,北京城郊和城区的总VOC(sTVOCs)浓度水平基本相当,分别为84.57ppb和82.27ppb,其次为河北农村站(75.25ppb)。上甸子区域背景站的TVOCs浓度在四个站点中最低(49.58ppb),分别比北京城郊、城区和河北农村站低41%、40%和34%。四个站点的含氧有机物对TVOCs的贡献率均为最大,约占41%~46%,其次为烷烃,烯烃、卤代烃和芳香烃对TVOCs的贡献率在9%~12%之间。四个站点的VOCs日变化特征各有不同,主要受到各自环境中排放源的影响。苯与甲苯的比值(B/T值)表明四个站点苯系物(BTEX)的来源除汽车尾气排放外,可能还有液体汽油或其它溶剂的挥发、植物排放等其它来源。 采用等效丙烯浓度和MIR两种估算方法探讨了不同VOCs物种对臭氧光化学生成的贡献,结果表明,四个站点中含氧有机物和烯烃对O_3生成的贡献较大,烷烃和芳香烃其次,卤代烃对O_3生成的贡献最小。其中,乙醛、丙醛和1-丁烯在四个站点中对O_3生成的贡献均较大。


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