北京大气中痕量挥发性有机污染物的浓度变化研究

论文摘要

大气中痕量挥发性有机污染物（VOCs）不仅是促发大气二次污染的前体物,而且对人体健康有直接危害,因此对VOCs的研究一直是大气化学研究的重要分支。本文应用自动累积采样系统-两步冷冻浓缩-气相色谱/质谱联用技术（AAS-CCS-GC/MS）对北京大气中VOCs进行了长期连续观测研究。CCS-GC/MS系统使大气样品进样量从15cm3增加到5001000 cm3,从而将GC/MS分析大气中的痕量挥发性有机物的检测下限从10-6降到10-12量级,基本上能检测出大气中所有浓度在pptv量级以上的痕量挥发性有机污染物。CCS-GC/MS分析方法评价结果表明,1000 cm3进样量最低检出限体积分数值为7×10-12～40×10-12,流出峰保留时间定性分析相对平均偏差<2.5s,39种目标化合物平均回收率为100.8%±5.6%,0～400×10-9（v/v）浓度范围内外标定量曲线r2平均值大于0.99;精密度误差2%～14%,完全能够用于对大气中的痕量挥发性有机物准确定性、定量监测。该系统普适性强,对绝大部分城市大气有机污染物有良好响应。本文利用标准物质响应因子传递法对1999～2004年北京大气中VOCs定量分析结果进行了校正,并建立了北京地区大气痕量挥发性有机污染物数据库。该数据库包括1999～2005年67个物种（30种烷烃、12种烯烃、6种苯系物、19种卤代烃）的周样（325个/单物种,共21775个数据点。采样时间:每周四下午14:00;地点:325米铁塔32米平台）和典型日变化（924个/单物种,共14784个数据点）观测分析结果,并包括采样时的温度、湿度、风向、风速、天气状况等气象因素。该数据库为研究北京地区痕量挥发性有机污染物的浓度变化趋势、模型参数设定和结果验证以及北京地区VOCs污染源解析提供了大量连续的实测数据。2000～2005年北京大气中VOCs每周一次的采样分析结果表明,烷烃平均含量最高（浓度为66.8±21.8ppbC）,其次是苯系物（59.2±22.2ppbC）和烯烃（14.1±3.1ppbC）,卤代烃平均含量最低（13.6±5.8ppbC）。苯是VOCs中含量最高的物种（浓度为4.0±0.7ppbV）,其次是1,2-二氯乙烷（浓度为3.9±0.8ppbV）、2-甲基丁烷（3.3±0.4ppbV）、甲苯（2.7±0.2ppbV）。日变化样品分析研究结果表明,典型天气条件下烷烃日平均浓度最高（83.8±9.2ppbC）,季节统计日变化总体趋势呈现夜晚高、白天低的变化形式;苯系物日平均浓度次之（58.2±29.9ppbC）,统计日变化形式不明显;烯烃日平均浓度为17.0±10.8ppbC,除

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 大气中痕量挥发性有机污染物的分析研究现状
• 引言
• 1. 研究意义
• 2. 国内外研究进展
• 3. VOCs 污染源解析模型
• 4. 本文的研究重点
• 参考文献
• 第二章 大气中痕量挥发性有机污染物的监测方法研究及应用
• 引言
• 1. 检测分析方法研究进展
• 2. 自动累积采样系统
• 3. 两步冷冻浓缩进样系统
• 4. 气相色谱/质谱联机系统
• 5. 样品分析
• 6. 检测分析方法评价
• 7. 方法应用
• 本章小结
• 参考文献
• 第三章 北京大气中痕量挥发性有机污染物的变化趋势研究
• 引言
• 1. 北京大气中痕量挥发性有机污染物数据库的建立
• 2. 数据校正
• 3. 北京地区大气环境中挥发性有机物的组成及浓度水平
• 4. 变化趋势
• 5. 季节变化
• 6. 与其他城市 VOCs 的比对
• 7. 北京大气VOCs 主成分的演变
• 本章小结
• 参考文献
• 第四章 北京大气中痕量挥发性有机污染物的变化特征研究
• 引言
• 1. 日变化
• 2 特殊天气日变化
• 3. VOCs 各组分的同源性分析
• 4. 大气 VOCs 组分的化学活性分析
• 本章小结
• 参考文献
• 第五章 北京城区大气 VOCs 污染源解析
• 引言
• 1. 主要污染源类型
• 2. 北京地区 VOCs 主要污染源成分谱的建立
• 3. 因子分析法
• 4. 北京大气 VOCs 污染调控建议
• 本章小结
• 参考文献
• 第六章 结论与展望