中國(guó)不同區(qū)域大氣本底VOCs的觀測(cè)與研究.pdf

1、大氣中的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)不僅對(duì)人體健康產(chǎn)生直接危害，而且在某種程度上控制著區(qū)域大氣中近地層二次污染物臭氧(O3)的濃度，并在光化學(xué)煙霧、酸雨、全球變暖等環(huán)境問(wèn)題中扮演著重要角色，因此引起了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。為了解我國(guó)內(nèi)陸背景大氣中VOCs的濃度水平和變化形式，本文利用不銹鋼鋼瓶采樣、三步冷凍濃縮進(jìn)樣-GC/MS分析技術(shù)，首次系統(tǒng)地對(duì)我國(guó)東北長(zhǎng)白山、華南鼎湖山及西南貢嘎山地區(qū)大氣中VOCs的濃度、組成、來(lái)源、季節(jié)變化及光化學(xué)活性等

2、方面進(jìn)行了對(duì)比觀測(cè)研究，并得到以下結(jié)果： 2005年9月5日至2006年8月30日，長(zhǎng)白山地區(qū)大氣中總揮發(fā)性有機(jī)物(TVOCs)年平均濃度為(181.7±69.6)×10-9C(碳單位體積比)，其中烷、烯、芳香和鹵代烴等四類物質(zhì)所占的百分比依次為：43％、22％、31％和4％。烷烴類物質(zhì)中異戊烷、2-甲基戊烷、正戊烷和3-甲基戊烷等機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣或汽油揮發(fā)特征性物質(zhì)濃度最高；芳香烴類物質(zhì)中苯/甲苯的特征比值略高于機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放特征

3、比值0.5；烯烴類物質(zhì)以植物排放烴蒎烯、異戊二烯為主；從高濃度VOCs品種分析，長(zhǎng)白山地區(qū)大氣VOCs受汽車(chē)污染和森林排放雙重控制。TVOCs濃度年度峰值出現(xiàn)在春季，谷值出現(xiàn)在冬季。等效丙烯濃度計(jì)算表明，長(zhǎng)白山區(qū)域大氣VOCs總等效丙烯濃度為156.6x10-9C，其中異戊二烯等烯烴的光化學(xué)活性較高；而烷烴、芳香烴雖然是長(zhǎng)白山區(qū)域大氣VOCs中含量豐富的物種，但并不是生成O3的主要貢獻(xiàn)者。 2006年8月1日至2007年7月2

4、5日，鼎湖山地區(qū)大氣中TVOCs年平均濃度為(102.0±69.9)×10-9C，其中烷、烯、芳香和鹵代烴等四類物質(zhì)所占的百分比依次為：39％、10％、44％和7％。烷烴類物質(zhì)中丁烷、異戊烷、3-甲基戊烷、2-甲基己烷和2-甲基戊烷濃度最高：所有烯烴類物質(zhì)中，1-丁烯、異戊二烯、蒎烯、反2-丁烯和順2-丁烯濃度最高：濃度排前5位的芳香烴類物質(zhì)為甲苯、苯、乙苯、間(對(duì))二甲苯和萘；濃度排前5位的鹵代烴類物質(zhì)為氯苯、二氯甲烷、鄰二氯苯、F1

5、1和1，2二氯乙烷。鼎湖山地區(qū)大氣中TVOCs呈現(xiàn)出一定的季節(jié)變化。峰值出現(xiàn)在春季，谷值出現(xiàn)在夏季。由于各類VOCs在大氣中的來(lái)源與其在大氣環(huán)境中的化學(xué)活性均不相同，它們表現(xiàn)出的季節(jié)變化規(guī)律也不盡相同。秋、冬、夏三個(gè)季節(jié)烷烴與芳香烴有72％～75％的來(lái)源是相同的；春季二者只有52％的來(lái)源是相同的。夏、秋季節(jié)，烯烴與烷烴僅有12％與14％同源；冬、春兩季，烯烴與烷烴分別有75％與79％含量具有相同的源。在春、秋、夏季，芳香烴與鹵代烴相關(guān)性

6、極差；在冬季二者相關(guān)性高達(dá)80％。鼎湖山區(qū)域大氣VOCs總等效丙烯濃度為54.0x10-9C，其中烯烴光化學(xué)活性最大、芳香烴次之；而實(shí)際濃度較大的烷烴類物質(zhì)但并不是生成O3的主要貢獻(xiàn)者。冬春季節(jié)，TNMHCs的化學(xué)活性與其總濃度之間有良好的線性相關(guān)關(guān)系，決定系數(shù)R2分別為0.97、0.92：夏秋季節(jié)，二者之間的相關(guān)性較另外兩個(gè)季節(jié)稍差，決定系數(shù)R2均為0.62；對(duì)全年而言，總丙烯等效濃度與其總濃度之間的線性相關(guān)程度較好，決定系數(shù)R2為0

7、.68?？偺荚芋w積分?jǐn)?shù)與總等效丙烯濃度比值R全年平均水平為1.8。 2006年9月5日至2007年8月24日，貢嘎山地區(qū)大氣中。TVOCs年平均濃度僅為(47.4±18.2)×10-9C，其中烷、烯、芳香和鹵代烴等四類物質(zhì)所占的百分比依次為：33％、10％、48％和9％。貢嘎山大氣所有烷烴類物質(zhì)中，異戊烷、丁烷、3-甲基戊烷、戊烷和2-甲基戊烷濃度最高；所有烯烴類物質(zhì)中，1-丁烯、異戊二烯、反2-丁烯和順2-丁烯、蒎烯濃度最高；濃度排

8、前5位的芳香烴類物質(zhì)為萘、苯、甲苯、間(對(duì))二甲苯和乙苯；濃度排前5位的鹵代烴類物質(zhì)為氯仿、鄰二氯苯、F11、二氯甲烷和F113。貢嘎山地區(qū)大氣中TVOCs呈現(xiàn)出一定的季節(jié)變化。春秋季濃度值較高，冬夏季濃度值遞減。由于各類VOCs在大氣中的來(lái)源與其在大氣環(huán)境中的化學(xué)活性均不相同，它們表現(xiàn)出的季節(jié)變化規(guī)律也不盡相同。貢嘎山區(qū)域大氣VOCs總等效丙烯濃度為25.5×10-9c，其中烯烴類物質(zhì)等效丙烯濃度較高，而實(shí)際濃度較大的烷烴類、芳香烴類