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苹果叶释放挥发性有机物成分及变化规律

西南农业学报 2023年第9期36卷 1915-1923页

作者：李绣宏郑家银李少宁鲁绍伟赵娜徐晓天杨新兵河北农业大学林学院河北保定071000 北京市农林科学院林业果树研究所/北京燕山森林生态系统定位观测研究站北京100093

【目的】探究生长季苹果叶片释放植物源挥发性有机物(BVOCs)成分组成和相对含量的动态变化特征。【方法】采用动态顶空采集法收集叶片释放的BVOCs,结合自动热脱附-气相色谱/质谱联用技术进行BVOCs的成分测定。【结果】在整个生长季(4—1... 详细信息

【目的】探究生长季苹果叶片释放植物源挥发性有机物(BVOCs)成分组成和相对含量的动态变化特征。【方法】采用动态顶空采集法收集叶片释放的BVOCs,结合自动热脱附-气相色谱/质谱联用技术进行BVOCs的成分测定。【结果】在整个生长季(4—10月),苹果叶共检测出12类295种BVOCs,其中烷烃类(56)、烯烃类(40)和芳香烃类(34)种类数量较多,组分总数量9月(113)>5月(100)>6月(70)=7月(70)>8月(67)>4月(45)>10月(20),以释放烷烃类、烯烃类、芳香烃类、酯类、醛类和醇类为主;不同月份一天中,烯烃类BVOCs相对含量均表现为上午>下午,其他类别BVOCs相对含量峰值会出现在任意时间点;苹果叶共检测出8类40种有益BVOCs成分,主要释放烯烃类、酯类、醛类和醇类BVOCs,有益组分总相对含量为夏季(47.59%)>春季(35.96%)>秋季(23.13%),在一天中,各时间点有益成分相对含量和数量随月份增加呈波动下降趋势。春季(5月)12:00和16:00释放有益BVOCs相对含量为全年同时间点最高,均超过70%,主要释放有益BVOCs成分包括α⁃蒎烯、对薄荷⁃1(7),3⁃二烯、3⁃蒈烯、罗汉柏烯、乙酸乙酯等。【结论】苹果释放BVOCs组分存在较明显的季节和日动态变化性,释放有益BVOCs能力较强。

关键词：苹果叶植物源挥发性有机物动态变化有益成分

城市绿化树种挥发性有机物特征及其对臭氧和二次有机气溶胶生成潜势研究

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南开大学学报（自然科学版） 2022年第6期55卷 90-97,104页

作者：贺梦璇颜潇莫训强李洪远天津师范大学地理与环境科学学院天津300387 华东师范大学地理科学学院上海200241 南开大学环境科学与工程学院天津300350

分析了32种常见绿化树种释放的挥发性有机物,探究植物源挥发性有机物特征及其和臭氧、二次有机气溶胶生成潜势的关系,并筛选出城市绿化中低生成潜势树种.结果显示,臭氧生成潜势与烃类、酯类、醇类、酮类、醛类的释放量显著相关(P<0.01)... 详细信息

分析了32种常见绿化树种释放的挥发性有机物,探究植物源挥发性有机物特征及其和臭氧、二次有机气溶胶生成潜势的关系,并筛选出城市绿化中低生成潜势树种.结果显示,臭氧生成潜势与烃类、酯类、醇类、酮类、醛类的释放量显著相关(P物占臭氧生成潜势总变化的60.3%.二次有机气溶胶生成潜势与烃类、醇类、醛类和酯类的释放量显著相关(P物占二次有机气溶胶总变化的73.2%.臭椿(Ailanthus altissima)和樱花(Cerasus serrulata var. lannesiana)对臭氧和二次有机气溶胶生成潜势相对较弱,豆科和杨柳科包含的12个树种对臭氧和二次有机气溶胶生成潜势相对较强.

关键词：植物源挥发性有机物臭氧二次有机气溶胶

干旱胁迫对植物源挥发性有机物排放影响的研究进展

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环境科学与技术 2021年第11期44卷 63-71页

作者：韩枝燏张宜升马子轸顾达萨刘晓环王新雨刘子杨杜金花青岛理工大学环境与市政工程学院山东青岛266520 粤港澳环境质量协同创新联合实验室广东广州511443 香港科技大学环境与可持续发展学部中国香港999077 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100

随着干旱频率和强度的增加,干旱胁迫对植物源挥发性有机物(BVOCs)的影响受到更多关注。文章综述了干旱胁迫对BVOCs排放影响方面取得的研究进展,探究了干旱胁迫对BVOCs排放的影响。根据近期国内外相关文献,将干旱程度进行划分,研究干旱... 详细信息

随着干旱频率和强度的增加,干旱胁迫对植物源挥发性有机物(BVOCs)的影响受到更多关注。文章综述了干旱胁迫对BVOCs排放影响方面取得的研究进展,探究了干旱胁迫对BVOCs排放的影响。根据近期国内外相关文献,将干旱程度进行划分,研究干旱、复水后对BVOCs排放速率、排放量的影响,探讨复合其他环境因子对BVOCs排放的影响,并探究干旱胁迫对BVOCs排放影响的机理。轻度干旱刺激BVOCs增加排放35%~190%,中度干旱抑制排放8%~97%,重度干旱抑制排放40%~100%。随着干旱程度的加深,BVOCs的排放先增加后减少。对复水的研究总结发现,轻度、中度干旱条件下,异戊二烯和单萜烯的排放速率恢复;重度干旱条件下,异戊二烯快速恢复,单萜烯未恢复。干旱导致BVOCs排放量的估算误差为-70%~40%。净光合速率和气孔导度对水分亏损的敏感度高于BVOCs。BVOCs的释放是植物应对干旱胁迫的保护机制。综述结果可以更好地评估BVOCs排放对当前及未来干旱胁迫情景下的响应,为大气复合污染防控提供支撑。

关键词：干旱胁迫植物源挥发性有机物异戊二烯单萜烯干旱程度

大气二氧化碳浓度增加对木本植物BVOCs释放的影响

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生态学杂志 2020年第3期39卷 865-871页

作者：赖金美潘若琪刘燕飞黄幸然方熊靳少非易志刚福建农林大学资源与环境学院土壤环境健康与调控福建重点实验室福州350002 闽江学院地理科学系福州350108

植物挥发性有机化合物(biogenic volatile organic compounds,BVOCs)在近地表臭氧和二次有机气溶胶生成中有重要作用,而大气CO2浓度上升对植物BVOCs释放有显著影响。利用Meta-analysis方法对已发表的数据进行整合分析发现:(1)总体而言,... 详细信息

植物挥发性有机化合物(biogenic volatile organic compounds,BVOCs)在近地表臭氧和二次有机气溶胶生成中有重要作用,而大气CO2浓度上升对植物BVOCs释放有显著影响。利用Meta-analysis方法对已发表的数据进行整合分析发现:(1)总体而言,大气CO2浓度增加会导致不同木本植物(常绿与落叶)BVOCs释放降低;(2)就不同木本植物BVOCs释放而言,大气CO2浓度增加主要导致落叶植物BVOCs释放速率降低,而常绿植物则以增加为主;(3)就植物释放BVOCs种类而言,大气CO2浓度增加显著降低异戊二烯的释放速率,对单萜烯释放速率则无显著影响。结果可为阐明陆地生态系统BVOCs释放对全球CO2浓度增加的响应提供依据。

关键词：大气CO2浓度增加木本植物植物源挥发性有机物异戊二烯单萜烯

山东省植物源挥发性有机物排放特征及清单构建

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青岛理工大学学报 2023年第1期44卷 101-109页

作者：韩枝燏谭玉冉杜金花张洁张宜升冯霄冉青岛理工大学环境与市政工程学院青岛266525 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室青岛266100 粤港澳环境质量协同创新联合实验室广州511443

为探究山东省植物源挥发性有机物(BVOCs)的排放,利用最新的普查结果——第九次一类植物清查报告,参考其他研究中涉及本研究对象植物的BVOCs排放因子,使用光温模型对2016年山东省植物源挥发性有机物的排放量进行估算,并探究其对区域空气... 详细信息

为探究山东省植物源挥发性有机物(BVOCs)的排放,利用最新的普查结果——第九次一类植物清查报告,参考其他研究中涉及本研究对象植物的BVOCs排放因子,使用光温模型对2016年山东省植物源挥发性有机物的排放量进行估算,并探究其对区域空气质量的影响。基于对16种优势植被类型的测算,2016年山东省BVOCs排放总量为198.0 Gg/a,异戊二烯排放量为176.5 Gg/a,占比89.1%;单萜烯和OVOCs排放量分别为:16.4和5.1 Gg/a,占比8.3%和2.6%。7月BVOCs排放量最高,占比29.1%,其中异戊二烯、单萜烯和OVOCs的占比分别为90.8%,7.1%和2.1%。BVOCs季节变化明显,除冬季外主要排放异戊二烯,冬季主要排放单萜烯和OVOCs。杨树是主要的异戊二烯和BVOCs排放量的贡献者,排放量为84.2 Gg/a。草地是单萜烯排放量最大的植物,排放量为11.4 Gg/a。BVOCs对臭氧生成潜势的贡献量为1938.9 Gg/a,异戊二烯是主要的贡献者,占比96.6%。BVOCs对二次有机气溶胶(SOA)生成潜势的贡献为8.5 Gg/a,异戊二烯和单萜烯分别占比41.7%和58.3%。

关键词：山东省植物源挥发性有机物排放清单臭氧二次有机气溶胶

京津冀地区优势树种挥发性有机物排放量估算与氮磷添加影响机制研究

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京津冀地区优势树种挥发性有机物排放量估算与氮磷添加影响机制研...

作者：蔺颖北京林业大学

学位级别：硕士

随着经济的飞速发展及城市化进程的加快,京津冀地区常年遭受着严重的雾霾及光化学污染,空气污染问题亟待解决。植物源挥发性有机物(BVOCs)在臭氧及二次有机气溶胶形成过程中的作用不容忽视,对生态环境和人类健康产生不良影响,但截至目前... 详细信息

随着经济的飞速发展及城市化进程的加快,京津冀地区常年遭受着严重的雾霾及光化学污染,空气污染问题亟待解决。植物源挥发性有机物(BVOCs)在臭氧及二次有机气溶胶形成过程中的作用不容忽视,对生态环境和人类健康产生不良影响,但截至目前,相对具体的区域性BVOCs排放量数据较少,这也限制了大气防治效果的实现。因此,估算得到本地化的BVOCs排放清单,明确京津冀地区主要森林树种BVOCs排放规律至关重要。影响BVOCs排放的因素较多,部分环境因素对BVOCs排放的影响已得到充分证明,但BVOCs排放对氮磷添加的响应研究非常有限。本文通过实测各树种排放速率,基于森林资源二类调查与野外调查数据,利用光温影响模型估算得到京津冀地区森林优势树种BVOCs排放量,并分析其时空分布特征和化学反应活性;选取侧柏为实验对象,探讨氮磷添加对侧柏BVOCs排放的影响及其机制。结果如下:京津冀地区2019年森林优势树种BVOCs排放总量为70.8 Gg C·a,异戊二烯、单萜烯和其他VOCs分别占40.5%、36.0%和23.4%。在时间变化上,BVOCs排放量在夏季(6、7、8月)达到最高,在冬季(12、1、2月)达到最低。在空间分布上,高BVOCs排放量地区主要分布于太行山脉和燕山山脉。承德市BVOCs排放量最大,其次是北京市。侧柏、栓皮栎、毛白杨、油松和刺槐是京津冀地区BVOCs排放量和大气反应活性的主要贡献者。侧柏大部分BVOCs成分的排放速率随施氮水平的增加呈现先降低后增加的趋势,在中低氮水平下达到最低值,在高氮水平下达到最高值,且磷的添加促进了这种趋势。与对照组相比,低氮水平下总BVOCs排放速率可降低约32.87%。氮磷添加对侧柏BVOCs排放的影响机制为:适量的氮磷添加促进侧柏的光合作用,增加叶片氮磷含量,非结构性碳水化合物用于生长而较少地用于BVOCs的合成;植物对养分添加的响应存在阈值效应,过多的氮磷添加影响了侧柏体内的养分平衡,植物光合作用促进效果降低直至被抑制,植物降低对氮和磷的需求,倾向于将储存的非结构性碳水化合物用于BVOCs的合成。

关键词：植物源挥发性有机物京津冀排放特征氮磷添加影响机制

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干旱胁迫对黑杨挥发性有机物排放的影响研究

干旱胁迫对黑杨挥发性有机物排放的影响研究

作者：韩枝燏青岛理工大学

学位级别：硕士

随着干旱频率和强度的增加,干旱胁迫对植物源挥发性有机物(Biogenic Volatile Organic Compounds,BVOCs)的影响受到越来越多关注。为探究干旱胁迫对黑杨排放BVOCs的影响、探究不同干旱程度、复水后、复合其它环境因子等对BVOCs排放速率... 详细信息

随着干旱频率和强度的增加,干旱胁迫对植物源挥发性有机物(Biogenic Volatile Organic Compounds,BVOCs)的影响受到越来越多关注。为探究干旱胁迫对黑杨排放BVOCs的影响、探究不同干旱程度、复水后、复合其它环境因子等对BVOCs排放速率的影响,干旱胁迫对BVOCs排放影响的机理,以及干旱胁迫对BVOCs排放量估算的影响。同时利用第九次林业资源普查报告,广泛调研BVOCs排放因子最新研究成果,运用光温模型,对山东省植物源挥发性有机物排放量进行估算,并分析对臭氧和二次有机气溶胶(SOA)排放潜势进行估算。(1)通过综述干旱胁迫对BVOCs排放影响方面取得的研究进展,划分干旱程度,探究了干旱对BVOCs排放的影响.结果表明:随着干旱程度的加深,BVOCs的排放先增加后减少。干旱胁迫对BVOCs影响机理的研究发现,净光合速率和气孔导度对水分亏损的敏感度高于BVOCs,BVOCs的释放是植物应对干旱胁迫的保护机制。(2)使用便携式光合仪-动态封闭采样系统对黑杨的BVOCs排放进行研究,同时测量了净光合速率、气孔导度等生理参数。结果表明,干旱胁迫对黑杨的排放异戊二烯的影响是在干旱初期刺激异戊二烯排放,后抑制异戊二烯排放。短期和长期干旱均在第3天达到排放峰值,较第一天分别增加77.86%和44.25%。短期干旱和长期干旱对单萜烯的排放没有明显规律性。杨树是主要的异戊二烯排放种,短期干旱和长期干旱未胁迫速率分别为14.0 nmol/(ms)和18.23 nmol/(ms),单萜烯的排放并无较大差异,主要的单萜烯排放物种是柠檬烯、月桂烯、α-松油烯和γ-松油烯。复水后植物BVOCs排放速率迅速恢复,短期干旱的异戊二烯恢复速度快于长期干旱。(3)基于对16种优势植被类型的测算,2016年山东省BVOCs排放总量为198 Gg C,异戊二烯排放量为177 Gg C,占比89.1%。单萜烯和OVOCs排放量分别为:16.4 Gg C和5.10 Gg C,占比8.3%和2.6%。7月BVOCs排放量最高,占比29.1%,其中异戊二烯、单萜烯和其他VOCs(OVOCs)的占比分别为90.8%、7.03%和2.1%。BVOCs季节变化明显,除冬季外主要排放异戊二烯,冬季主要排放单萜烯和OVOCs。杨树是主要的BVOCs和异戊二烯排放量的贡献者,排放量为84.2 Gg C。草地是单萜烯排放量最大的植物,排放量为11.4 Gg C。BVOCs对臭氧生成潜势的贡献量为1939 Gg C,异戊二烯是主要的贡献者,占比96.6%。对SOA生成潜势的贡献为:8.46 Gg C,异戊二烯和单萜烯分别占比41.7%和58.3%。

关键词：干旱胁迫植物源挥发性有机物黑杨排放量估算山东省

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河北省森林植物源挥发性有机物排放量研究

河北省森林植物源挥发性有机物排放量研究

作者：樊冲北京林业大学

学位级别：硕士

随着空气污染治理力度的加大,PM2.5得到了有效控制;与此同时,臭氧(O3)污染呈现加重趋势,成为许多地区的主要污染物。植物挥发性有机物(BVOCs)作为03和二次有机气溶胶生成的重要前体物,在大气光化学以及03污染形成过程中起重要作用。河... 详细信息

随着空气污染治理力度的加大,PM2.5得到了有效控制;与此同时,臭氧(O3)污染呈现加重趋势,成为许多地区的主要污染物。植物挥发性有机物(BVOCs)作为03和二次有机气溶胶生成的重要前体物,在大气光化学以及03污染形成过程中起重要作用。河北省作为空气污染的重灾地区,O3及颗粒物污染浓度居高不下,在控制人为污染源排放的同时,对活性天然源挥发性有机物的控制也纳入了大气污染防治工作中。本文以河北省森林为研究对象,根据G93排放量估算模型,基于河北省森林二类资源调查数据,换算出优势树种叶生物量。通过实测BVOCs排放速率并参考相关文献中的排放因子数值,采用G93模型中的计算公式,模拟得到2015年河北省BVOCs排放清单,并分析BVOCs分布特征以及排放特征。结果如下:依照蓄积量排序,河北省常见优势树种有:杨树、桦树、油松、柞树、刺槐、柳树、榆树、侧柏,2015年叶生物量计算结果分别为1140.3Gg C、842.5Gg C、1068.8Gg C、460.2Gg C、193.7Gg C、58.5Gg C、59.3Gg C 和 24.8 Gg C。异戊二烯排放速率较高的树种为刺槐、国槐、杨树;中等的树种有栎树、桦树和柳树等落叶乔木;油松、侧柏等常绿乔木的排放速率较小。单萜烯排放速率较高的树种有油松、侧柏、华山松和圆柏;中等的树种有杨树、刺槐,低排放速率树种有榆树、桦树。河北省各城市BVOCs年排放量最大的城市为承德市,最小为廊坊市。2015年河北省BVOCs年排放量为152.1Gg C·a-1,其中异戊二烯年排放量为116.3Gg C·a-1,单萜烯排放量为20.7Gg C·a-1,其他VOCs排放量为15.1Gg C·a-1;在总VOCs排放量中占比分别为76.5%,13.6%以及9.9%。异戊二烯是在河北省排放BVOCs的主要成分,贡献率达76.5%;在河北省所有城市中,承德市的排放量最大,占全省排放总量的64.61%;在所有优势树种中,油松是主要排放BVOCs的树种,贡献率为20.91%;7月是全年12个月份中BVOCs排放量最高的月份,其排放量为35.3Gg C;夏季是河北省BVOCs排放量最高的季节。

关键词：植物源挥发性有机物排放因子河北省排放量排放清单

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热解吸-气相色谱法测定植物源挥发性有机物

分析化学 2008年第12期36卷 1690-1694页

作者：李德文何兴元史奕中国科学院沈阳应用生态研究所中国科学院研究生院

以Tenax-TA、Carboxen 1000和Carbosieve SⅢ为采样管填充料,将植物源挥发性有机物吸附于采样管内,样品通过二次热解吸仪解吸后,随载气进入气相色谱仪,采用氢火焰离子化检测器(FID)测定,建立了利用二次热解吸仪与气相色谱联用技术测定... 详细信息

以Tenax-TA、Carboxen 1000和Carbosieve SⅢ为采样管填充料,将植物源挥发性有机物吸附于采样管内,样品通过二次热解吸仪解吸后,随载气进入气相色谱仪,采用氢火焰离子化检测器(FID)测定,建立了利用二次热解吸仪与气相色谱联用技术测定植物挥发性有机物的分析方法。载气N2流速为30 mL/min,60℃下吹扫吸附管2 min,然后在250℃下解吸吸附管5 min,冷却1 min后,在275℃下解吸聚焦管3 min,样品经传输线进入气相色谱。气相色谱载气N2压力为190 kPa,FID检测器温度280℃;进样口温度225℃;初始柱温40℃,停留5 min,以2℃/min升温至120℃,保留1 min,然后以20℃/min升温至200℃,保留10 min。方法重现性好,精密度高,线性相关系数大于0.99;检出限均低于9×10-9g/L;解吸效率大于96%,适用于植物源挥发性有机物的测定。

关键词：热解吸气相色谱植物源挥发性有机物