5种乔木VOCs分析及SOA生成潜势估算的研究

发布时间：2020-03-30 12:39

【摘要】：生物挥发性有机物(BVOCs)是大气中的一种痕量气体,积极参与着大气中各类化学反应。其中,植物挥发性有机物排放会影响大气化学过程,从而影响空气质量,所以对于植物有机性挥发物排放的成分分析、影响因素以及环境效益是近年来生态学的研究热点之一。本研究于2016年秋季以陕西关中地区常见的油松、雪松、白皮松、云杉和侧柏5种绿化树种为研究对象,通过使用活体植物动态顶空套袋收集法对上述树种VOCs进行收集,使用热脱附-气象色谱质谱联用仪对植物VOCs成分进行定性分析,用外标法对进行定量分析。同时,研究了5个树种有机性挥发物的日变化规律和与环境因子的相关性,并引入FAC系数(气溶胶生成系数)估算了不同树种挥发物生成的SOA(二次有机气溶胶),为大气环境质量预测和全球气候环境变化提供科学的参考依据,而且可为绿化树种的科学选择提供选择标准。本文得出的主要结论有:(1)对油松、侧柏、雪松、白皮松和云杉的有机性挥发物数量进行统计分析,油松叶片中共鉴定出81种物质,其中烷烃、烯烃、酮类和醇类数量较多,数量均大于5种;侧柏叶片中共鉴定出64种物质,其中检测出的烯烃、烷烃数和芳香烃类物质数量较多,其他种类均小于5种;雪松叶片中共鉴定出61种物质,其中烯烃、烷烃、芳香烃和酯类数量较多;白皮松叶片中共鉴定出56种,其中烯烃、烷烃、芳香烃和酯类数量较多;云杉叶片中共鉴定出45种,其中烯烃、烷烃、芳香烃和酯类数量较多。(2)油松释放的挥发物中烯烃占90%以上,其中含量较大的有α-蒎烯、柠檬烯、β-月桂烯、β-蒎烯和倍半香茅烯等,其他各类浓度均比较小;侧柏释放的挥发物中烯烃占80%左右,α-蒎烯相对含量最高能占到总挥发物的60%,D-柠檬烯相对含量最高达到9%,2-崖柏烯相对含量最高能达到4%,烷烃的相对含量占总挥发物10%,含量较高的主要是环己烷;雪松释放的挥发物中烯烃占90%左右,α-蒎烯相对含量在5个树种中最高,能占到总挥发物的60%,β-蒎烯的相对含量在5个树种中最低,只有5%左右,白皮松、云杉的有机性挥发物中除了大量的单萜烯、倍半萜烯之外,酮的相对含量远远大于另外3个树种,均达到了10%左右。(3)受环境因素的影响,5种乔木有机性挥发物的浓度存在明显的日变化,随着温度、湿度和太阳辐射的变化,5种乔木的有机性挥发物浓度均呈现先增高后降低的单峰式日变化,油松、侧柏、雪松、白皮书、云杉5种乔木挥发物浓度最低峰出现在清晨8:00-9:30,浓度分别为148.481ug/m3、141.235ug/m3、260.447ug/m3、86.770ug/m3和125.507ug/m3;最高峰均出现在12:00-13:30,5种乔木挥发物浓度分别是416.793ug/m3、325.897ug/m3、514.121ug/m3、270.143ug/m3和395.723ug/m3。(4)油松有机性挥发物产生二次有机气溶胶日平均浓度为68.404ug/m3,侧柏平均浓度为59.965ug/m3,雪松平均浓度为78.496ug/m3,白皮松平均浓度为56.533ug/m3,云杉平均浓度为60.882ug/m3。
【图文】：

比较图,雪松,植物挥发物,浓度

8Fig.雪松挥发占的比例.963ug/m3。顶峰，最大变化幅有机物中883ug/m3；浓度只有 157.057%到 1%，，变最高；变4-3 The conc发物中烯烃的最大，所以。雪松的挥高值为 456幅度达到了 2占比较大的其中烷烃的有 5.481ug/m%。其他酯变化整体上变化幅度比较图 4-3 雪松centration of的浓度大于以雪松的挥发发性有机物6.902ug/m3203.67%。除的化合物，的变化幅度m3，但是在所酯醛醇类化合上也呈现先增较大，变化松不同成分挥different com于其他 4 种植发物浓度在物浓呈现单。雪松挥发除了烯烃之平均浓度分度在所有化合所有化合物合物的浓度增高后降低化规律和烷烃发物浓度日变mponents of V植物挥发物在五个树种单峰变化，在发物浓度的之外，芳香烃分别是 12.8合物中最大物中其浓度变度在雪松挥发低的单峰的变烃基本一致变化VOCs from C物的浓度，由中最大，平在 12:00-13:日变化幅度烃、烷烃和897ug/m3、大，达到 315变化幅度最发性有机物变化形式，致。C. deodara由于挥发物中平均浓度达到30 的时间段度变化最小，和酮类是雪松19.712ug/m5.32%。酸类最小，变化幅物总浓度中占在 12:00-1中烯到了段达，浓松挥m3和类的幅度占比3:30

白皮松,挥发物,日变化,浓度

Fig. 4白皮松的于云杉，为值出现在化合物变的平均浓于 300%； 300%；酸松释放的物总浓度，在 12:0物质的浓致。4-4 The conce挥发性有机为 311.33%在午后 12:00变化幅度最大浓度分别是 1此外醛类酸类化合物有机性化合度中占比均不0-13:30 时浓浓度变化幅度图 4-4 白皮松entration of d机物浓度在%，白皮松的0-13:30，最大，达到 34158.514ug/m类化合物的浓物的平均浓度合物中最小不到 1%，变浓度最高，度均小于 30松不同成分挥different comp在 5 种树种最的挥发性有机高值为 27044.25%。烯m3、7.446u浓度虽然只度为 1.553u小。其他酯醛变化整体上变化幅度比00%，其他挥发物浓度日ponents of V最低，只有机物浓度变0.143ug/m3烯烃、烷烃芳ug/m3和 4.8只有 1.382ugug/m3，变化醛醇类化合物上也呈现先增比较大，变他挥发物的浓日变化VOCs from P.188.441ug变化呈现先增。白皮松挥芳香烃这三865ug/m3，g/m3，但是化幅度只有物的浓度在增高后降低变化规律和烷浓度变化规Bungeana.g/m3，变化幅增后降的趋挥发物醚类及三种占比最大变化浓度幅是其变化幅度有 157.07%，在白皮松挥发低的单峰的变烷烃基本一规律与烯烃类幅度趋势，及其大化幅度度也，在发性变化一致。类基
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S718.4

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