广州市典型地区气溶胶中烃类化合物的粒径分布特征及极性组分的分子标志物研究

论文摘要

本文主要对广州市典型地区气溶胶中的烃类、元素碳有机碳以及极性组分的分子标志物进行了较为深入的研究。本研究利用Andersen六级分段采样器(PM10)和武汉天虹TSP采样器进行采样，运用GC／MS和Sunset碳分析仪对它们进行了定性和定量分析，揭示了正构烷烃、多环芳烃和有机碳（OC）／元素碳（EC）的粒径分布特征，首次研究了广州市生物燃烧来源的标志物（左旋葡聚糖、β-谷甾醇和脱氢松香酸）和土壤来源糖类化合物（蔗糖、海藻糖、葡萄糖、果糖、糖醇）的季节分布，首次利用分子标志物对总可溶有机质中不同污染源贡献率进行了初步研究。得出的结论主要有： （1） 吸附在细颗粒上的正构烷烃和多环芳烃明显高于粗颗粒。粒径≤3.0μm上的CPI2（人为成因）值明显小于粒径＞3.0μm，粒径＞3.0μm上的CPI3（生物成因）值明显大于粒径≤3.0μm，揭示了人为来源污染物主要富集在小颗粒物上，而生物来源则主要富集在大颗粒物上。 （2） 通过不同粒径单位质量颗粒物上的化合物的含量较好的说明了正构烷烃和多环芳烃的季节变化，高温季节的化合物优先富集在细颗粒物上，低温季节则向粗颗粒物方向偏移。究其原因，可能是由于低温更有利于进行气粒浓缩，使得低温时化合物分配到粗颗粒物的时间将缩短；也可能是由于秋冬季颗粒物在大气中的滞留时间比春夏季长，使得分配到粗颗粒化合物增多。 （3） 有机碳（OC）和元素碳（EC）主要附集在细颗粒物上。与OC相比，EC更优于富集在≤0.49μm粒径的颗粒物上。不同粒级上二次有机碳(OCsec)占总有机碳(OCtot)的百分含量值OCsec／OCtot也有所不同，7.2～3.0μm粒径范围上的值最高（74％），≤0.49μm粒径范围上的值最低（16％），总的PM10中的平均值为47％。仅用OC／EC比值来评价二次污染是不充分的，应结合该地区的污染源以及采样时的天气状况等因素。 （4） 在广州市TSP样品中检出的有机物共分为九大类：烷烃、多环芳烃、酯类、正烷醇、酚类、酸类（脂肪酸、烯酸和二酸）、甾类、二萜类、糖类化合物。糖类（16.18～37.02％）与酸类（24.65～40.38％）占总有机化合物的百分含量都较高，其次为烷烃（13.8～26.79％），其它几类化合物都较低。 （5） 在广州TSP样品中检测到4种来源于生物燃烧的脱水糖类化合物(左旋葡聚

论文目录

• 第一章 引言
• 1.1 气溶胶有机物的研究进展
• 1.1.1 大气气溶胶的概念及主要污染来源
• 1.1.2 气溶胶有机物的研究进展
• 1.1.3 我国气溶胶有机物的研究现状
• 1.2 气溶胶中主要的有机污染物
• 1.2.1 气溶胶中有机物的主要组成及来源
• 1.2.2 气溶胶中有机污染物的危害
• 1.3 气溶胶中正构烷烃和多环芳烃粒径分布研究现状
• 1.4 气溶胶中分子标志物研究进展
• 1.4.1 烃类
• 1.4.2 甾醇类
• 1.4.3 糖类
• 1.4.4 含氮化合物
• 1.4.5 邻苯二甲酸盐和磷酸盐
• 1.4.6 酸类
• 1.5 研究方案
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 样品的采集
• 1.5.3 本研究创新之处
• 1.5.4 研究展望
• 第二章 颗粒物的污染特征
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 采样点介绍
• 2.2.2 采样仪器及方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 颗粒物的污染特征
• 2.3.2 质量平均直径
• 2.3.3 颗粒物的对数粒径分布图
• 2.4 小结
• 10中正构烷烃的粒径分布及烷烃分子标志物研究'>第三章 不同季节大气颗粒物 PM₁₀中正构烷烃的粒径分布及烷烃分子标志物研究
• 3.1 前言
• 3.2 样品分析
• 3.2.1 试剂
• 3.2.2 样品预处理
• 3.2.3 GC分析条件
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 不同粒径颗粒物中的有机物浓度及参数比值
• 3.3.2 MMDs（质量平均直径）
• 3.3.3 正构烷烃的整体分布特征
• 3.3.4 正构烷烃的对数粒径分布图
• 3.3.5 粒径分布的季节变化
• 3.3.6 PM10中正构烷烃的季节变化
• 3.3.7 不同粒径颗粒物上正构烷烃的相对浓度分布
• 10中正构烷烃浓度分布和相对含量分布'>3.3.8 PM₁₀中正构烷烃浓度分布和相对含量分布
• 3.3.9 植物蜡分布
• 3.3.10 分子标志物
• 3.3.10.1 藿烷系列化合物
• 3.3.10.2 甾烷
• 3.3.10.3 γ-蜡烷
• 3.3.10.4 姥鲛烷（Pr）和植烷（Ph）
• 3.4 小结
• 10中多环芳烃的粒径分布'>第四章 不同季节大气颗粒物 PM₁₀中多环芳烃的粒径分布
• 4.1 前言
• 4.2 样品分析
• 4.2.1 试剂
• 4.2.2 样品预处理
• 4.2.3 GC/ MS分析条件
• 4.2.4 质量控制与质量保证（QC/ QA）
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 不同粒径上的参数比值
• 4.3.2 MMDs（质量平均直径）
• 4.3.3 对数粒径分布
• 4.3.4 粒径分布随季节的变化
• 10中多环芳烃的季节变化'>4.3.5 PM₁₀中多环芳烃的季节变化
• 4.3.6 分子标志物
• 10中 PAHs化合物的浓度分布和相对含量分布'>4.3.7 PM₁₀中 PAHs化合物的浓度分布和相对含量分布
• 4.3.8 诊断参数的比较
• 4.3.9 季节对参数的影响
• 4.3.10 不同粒径颗粒物上多环芳烃的相对浓度分布
• 4.4 小结
• 10中有机碳（OC）和元素碳（EC）的粒径分布'>第五章 冬季大气颗粒物 PM₁₀中有机碳（OC）和元素碳（EC）的粒径分布
• 5.1 前言
• 5.2 样品采集
• 5.3 样品分析
• 5.3.1 OC和EC的划分
• 5.3.2 OC/EC分析仪原理介绍
• 5.3.3 质量控制/质量保证（QC/ QA）
• 5.3.4 分析过程
• 5.4 结果
• 5.5 讨论
• 5.5.1 OC-EC在各粒径上的污染特征
• 5.5.2 二次有机碳估算
• 5.5.3 粒径分布
• 5.5.4 OC/EC比值
• 5.5.5 OC-EC的相关性分析
• 5.6 结论
• 第六章 广州市总悬浮颗粒物（TSP）中可抽提有机物的季节分布及极性组分的分子标志物研究
• 6.1 前言
• 6.2 实验方法
• 6.2.1 样品的采集
• 6.2.2 样品的预处理
• 6.2.3 GC-MS仪器测定
• 6.2.4 标准品
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 有机污染物总体特征
• 6.3.2 正构烷烃（n-alkanes）
• 6.3.3 多环芳烃（PAHs）
• 6.3.4 脂肪醇
• 6.3.5 酸类
• 6.3.6 糖类化合物
• 6.3.6.1 糖类化合物的定性质谱图
• 6.3.6.2 主要糖类化合物
• 6.3.6.3 脱水糖类化合物
• 6.3.6.4 糖醇类化合物
• 6.3.6.5 不同季节糖类化合物与植物蜡的浓度比值
• 6.3.6.6 与其它地区糖类化合物的比较
• 6.3.7 水溶性化合物
• 6.3.8 甾醇类化合物
• 6.3.9 有机示踪化合物与其它地区的比较
• 6.3.10 其它一些标志性的化合物
• 6.3.11 总可溶有机质中不同来源贡献率
• 6.4 结论
• 第七章 全文总结及其意义
• 参考文献
• 发表论文
• 致谢
• 声明