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2000~2020年京津冀bvocs排放量估算及时空分布特征

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中国环境科学 2022年第4期42卷 1501-1509页

作者：亓浩雲王晓琦程水源蔡斌李奥哲北京工业大学环境与生命学部北京100020

为研究京津冀地区天然源挥发性有机化合物(bvocs)近20a排放量及时空分布特征,本文基于卫星遥感解译获得的2000年、2005年、2010年、2015年、2020年共5期中国土地利用数据,计算获得了京津冀地区各市县bvocs排放量及排放组成,同时对京津... 详细信息

为研究京津冀地区天然源挥发性有机化合物(bvocs)近20a排放量及时空分布特征,本文基于卫星遥感解译获得的2000年、2005年、2010年、2015年、2020年共5期中国土地利用数据,计算获得了京津冀地区各市县bvocs排放量及排放组成,同时对京津冀地区近20a的bvocs排放的时空分布进行了特征分析.结果表明,近20a京津冀地区bvocs平均排放总量为76.40万t/a,其中河北省、北京市、天津市的平均排放总量分别为59.11万t/a,15.29万t/a,2.00万t/a;按照排放组成分析,ISOP平均排放总量为16.80万t/a,占总排放量的21.99%,TMT平均排放总量为29.62万t/a,占总排放量的38.77%,OVOCs平均排放总量为29.97万t/a,占总排放量的39.23%.根据排放时间特征分析,京津冀地区冬季bvocs排放量最低、夏季bvocs排放量最高.bvocs排放的空间分布与土地利用类型和植被分布密切相关,不同土地利用类型的bvocs排放贡献具有显著差异,近20a京津冀地区林地、耕地、草地的bvocs平均排放量分别为60.33万t/a,12.78万t/a,2.31万t/a,分别占总排放量的78.90%,16.79%,3.04%.京津冀地区bvocs空间排放分布差异比较明显,北部、东北部的整体排放量明显高于南部、东南部.本研究可为bvocs的计算提供研究思路,同时可为京津冀地区空气污染治理提供有关基础数据.

关键词： bvocs 京津冀排放量时空分布

Reviews of emission of biogenic volatile organic compounds(bvocs) in Asia

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Journal of Environmental Sciences 2020年第9期32卷 266-277页

作者： Xiaoxiu Lun Ying Lin Fahe Chai Chong Fan Hong Li Junfeng Liu College of Environmental Science and Engineering Beijing Forestry UniversityBeijing 100083China State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment Chinese Research Academy of Environmental SciencesBeijing 100012China Research Center for Eco-Environmental Sciences Chinese Academy of SciencesBeijing 100085China

Biogenic volatile organic compounds(bvocs) in the atmosphere play important roles in the formation of ground-level ozone and secondary organic aerosol(SOA) in global scale and also in regional scale under some condition due to their large amount and relatively higher reactivity.In places with high plant cover in the tropics and in China where air pollution is serious,the effect of bvocs on ozone and secondary organic aerosols is strong.The present research aims to provide a comprehensive review about the emission rate,emission inventory, research methods,the influencing factors of bvocs emissions,as well as their impacts on atmospheric environment quality and human health in recent years in Asia based on the summary and analysis of literatures.It is suggested to use field direct measurement method to obtain the emission rate and model method to calculate the emission amount.Several recommendations are given for future investigation and policy development on bvocs emission.

关键词： bvocs pollution volatile

净化臭氧和颗粒物复合大气污染的城市绿化树种筛选

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中国城市林业 2024年第2期22卷 104-112页

作者：薛文凯黄诗雨李品北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室森林培育与保护教育部重点实验室干旱半干旱地区森林培育及生态系统研究国家林草局重点实验室北京100083 上海交通大学农业与生物学院科技部上海长三角区域生态环境变化与综合治理国家野外科学观测研究站上海城市森林生态系统国家定位观测研究站上海200240

随着城市化和工业化进程不断加快,春夏季臭氧(O_(3))污染和秋冬季颗粒物(PMs)污染等复合大气污染问题成为困扰我国各大城市的环境难题,严重威胁城市森林的碳汇潜力和净化空气等生态系统服务功能。筛选既具有较强吸收O_(3)和PMs能力且具... 详细信息

随着城市化和工业化进程不断加快,春夏季臭氧(O_(3))污染和秋冬季颗粒物(PMs)污染等复合大气污染问题成为困扰我国各大城市的环境难题,严重威胁城市森林的碳汇潜力和净化空气等生态系统服务功能。筛选既具有较强吸收O_(3)和PMs能力且具有较低植源性挥发性有机化合物(bvocs)释放量的抗性树种,是当今维持城市森林生态功能和人类福祉的重要保障。文章通过整合已发表的文献数据,运用权重赋值法和综合因子分析,解析我国常见386种绿化树种的O_(3)吸收能力、PMs吸附能力、bvocs释放速率以及复合效应。结果表明:侧柏、圆柏和毛白杨表现出较强的O_(3)和PMs吸收、吸附能力和较低的bvocs释放量,可作为综合抗性能力较强的城市绿化树种进行推广;悬铃木、鹅掌楸和枫香表现出较弱的O_(3)抗性和PMs吸附能力且bvocs释放速率较高,不适宜作为城市绿化树种栽植。因此,在适地适树的基础上,城市绿化需要综合考虑树种景观布局和下垫面大气污染的组分和严重程度,选择适宜的绿化树种进行绿化布局,最大限度地发挥绿化树种在城市建设中的生态效益。

关键词： bvocs O3 PMs 复合污染城市森林树种筛选

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我国夏季不同类型植被bvocs排放观测与模拟研究

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环境科学研究 2022年第6期35卷 1341-1350页

作者：王楚迪节龙飞李苗苗王添文高阔李玲玉青岛大学环境科学与工程学院山东青岛266071

植物排放的挥发性有机物(天然源VOCs,bvocs)对大气二次污染的形成有重要作用,为了解我国不同植被类型bvocs排放特征,应用动态封闭式采样法和热脱附-气相色谱质谱联用(TD-GC-MS)技术对不同植被类型植物的单萜烯排放进行定量观测,应用MEGA... 详细信息

植物排放的挥发性有机物(天然源VOCs,bvocs)对大气二次污染的形成有重要作用,为了解我国不同植被类型bvocs排放特征,应用动态封闭式采样法和热脱附-气相色谱质谱联用(TD-GC-MS)技术对不同植被类型植物的单萜烯排放进行定量观测,应用MEGAN 2.1排放模式建立2018年夏季我国高时空分辨率bvocs排放清单.结果表明:针叶树具有较高的单萜烯排放速率,其中以排放异松油烯、顺式-β-罗勒烯、柠檬烯、香桧烯为主;阔叶树种排放的单萜烯以α-蒎烯为主;农作物、草地、灌木中排放速率最高的化合物分别为异松油烯、反式-β-罗勒烯和柠檬烯.2018年夏季我国bvocs排放总量为33.6×10^(12) g,异戊二烯、单萜烯、倍半萜烯和其他VOCs分别占64.13%、9.63%、2.11%和24.31%,其中阔叶树排放贡献率最高,为56.01%,灌木排放贡献率为14.16%.我国夏季bvocs排放主要分布在东北、华东和华中地区,6种植被类型的排放受植被分布的影响呈现出不同的空间分布特征.研究显示:各类型植被单萜烯排放速率大小呈针叶树>阔叶树>草地>农作物>灌木的特征,各植物排放的单萜烯组成不同;各植被类型的bvocs排放量大小呈阔叶树>灌木>草地>农作物>针叶树>针叶阔叶混交林的特征,且化合物组成不同,其空间分布特征与各植被类型分布相关.

关键词： bvocs 排放速率 MEGAN 排放清单

上海市主要农业及天然源植被bvocs排放特征研究

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上海市主要农业及天然源植被BVOCs排放特征研究

作者：肖志华华东理工大学

学位级别：硕士

挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)在大气环境中经过一系列的化学和光化学反应可以生成臭氧(O3)和二次有机气溶胶(SOA)等大气污染物。夏季上海市臭氧污染严重,而植物源挥发性有机物(Biogenic Volatile Organic Compoun... 详细信息

挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)在大气环境中经过一系列的化学和光化学反应可以生成臭氧(O3)和二次有机气溶胶(SOA)等大气污染物。夏季上海市臭氧污染严重,而植物源挥发性有机物(Biogenic Volatile Organic Compounds,bvocs)对臭氧污染生成具有重要影响。本文以上海市主要农业及天然源植被为研究对象,采用动态顶空套袋法对不同生长季共15种植物的bvocs排放速率进行了原位测定,分析了其排放组分和速率的季节变化特征,基于实测排放速率和相关文献排放因子,采用“G95”光温模型建立了 2022年上海市主要农业及天然源植被bvocs的排放清单,为上海市绿化树种的筛选、区域减排和城市空气污染治理提供了理论依据。主要研究结果如下:(1)被调查的15种植物中除农作物和果树外,其余植物的bvocs排放均表现出了较强的季节变化,排放速率基本在夏季最高,冬季最低。农作物和果树在不同物候期的排放组分和速率存在显著差异(Pbvocs排放水平相对较低,排放速率均bvocs排放的两种主要组分。从单萜烯组分来看,在15种被调查植物中共检测到1 1种单萜组分,常见组分包括α-蒎烯、莰烯、3-蒈烯、β-蒎烯和D-柠檬烯。(2)基于实测因子和“G95”光温模型,2022年上海市主要农业及天然源植被bvocs的总排放量为14608.6 t,其中异戊二烯年排放量为6309.1 t,对bvocs总排放量的贡献最高(43.19%)。单萜烯和其他VOCs的排放量分别为3135.3 t·a-1和5136.2 t·a-1,占bvocs总排放的21.46%和35.16%。夏季bvocs排放量最大,冬季最低。其中7月的bvocs排放量最大,达到4500.7 t。(3)基于上海市的异戊二烯和单萜烯排放量,利用异戊二烯和单萜烯的MIR,估算了 2022年上海市主要农业及天然源植被异戊二烯和单萜烯的OFP总量分别为66940.0 t和12666.6 t。上海市林地异戊二烯OFP贡献最大的植物是杨树。单萜烯OFP贡献最大的是水杉。水稻因种植面积较大,对上海市耕地的异戊二烯和单萜烯的OFP贡献最大。上海市2022年bvocs排放量月变化与上海市臭氧污染浓度走势的变化较为吻合,均呈现出单峰分布。

关键词：上海市农业及天然源 bvocs 排放因子排放量

秦岭陕西区域bvocs排放特征及其对周边臭氧污染的贡献

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秦岭陕西区域BVOCs排放特征及其对周边臭氧污染的贡献

作者：赵一键西安建筑科技大学

学位级别：硕士

挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)与氮氧化物(NOx)相结合,在太阳光的照射下发生光化学反应生成二次有机气溶胶(Secondary Organic Aerosol,SOA)与臭氧(O),从而可加重城市灰霾现象和光化学烟雾污染问题。在VOCs中,来... 详细信息

挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)与氮氧化物(NOx)相结合,在太阳光的照射下发生光化学反应生成二次有机气溶胶(Secondary Organic Aerosol,SOA)与臭氧(O),从而可加重城市灰霾现象和光化学烟雾污染问题。在VOCs中,来自于自然的生物源挥发性有机化合物(Biogenic Volatile Organic Compounds,bvocs)由于排放量大、反应性强,在全球的空气质量问题中扮演着重要的角色。研究区域bvocs排放特征及其对臭氧生成的贡献可为认识和防治臭氧污染提供科学依据。本文利用中尺度气象模型WRFv4.0(Weather Research and Forecasting)模拟了2020年陕西省秦岭区域的气象场,使用自然界气体与气溶胶模型——MEGANv3.2(Model of Emissions of Gases and Aerosols from Nature)估算了秦岭陕西区域4 km×4 km网格上的逐小时bvocs排放量。同时,结合空气质量模型CMAQv5.3.2(Community Multi-scale Air Quality),按人为源与生物源排放的共同作用(S)、人为源排放单独作用(S)两种情景模拟了区域bvocs排放对周边地区臭氧生成贡献值。取得了以下的主要结果:(1)2020年秦岭陕西区域植被排放的bvocs约为29.57×10t,单位面积上bvocs排放量为4.92 t/km·a,其中异戊二烯、单萜烯分别占到bvocs排放总量的32.17%、35.37%,其余各种bvocs排放量占32.46%。(2)秦岭陕西区域不同植被类型排放的bvocs为乔木16.69×10t,灌木10.59×10t,农田1.64×10t,和草地的0.65×10t。在空间分布上,bvocs分布整体呈现出西北、东南高,东北、西南低的特点。在bvocs月变化上,bvocs在8月份达到最高值,约占全年排放量的25.78%。在bvocs季节变化上,夏季(16.00×10t)>秋季(11.16×10t)>春季(1.93×10t)>冬季(0.49×10t)。对于日变化上,bvocs排放最高值通常都出现在一天中的14时前后。(3)秦岭陕西区域bvocs逐月排放率与温度、光合有效辐射呈正相关、与气压呈负相关。逐日bvocs排放率与温度和光合有效辐射呈正相关,与气压与土壤湿度呈负相关。(4)秦岭陕西区域bvocs排放对臭氧生成贡献率在月均小时浓度上最大为7.096μg/m,在月均最大8小时浓度上为6.803μg/m,月均最大1小时浓度上为8.422μg/m。其中异戊二烯对区域臭氧的贡献值达到了总bvocs对臭氧贡献的73.79%。在空间分布上,在秦岭周边各个城市中bvocs对秦岭区域臭氧的影响主要分布在秦岭北麓区域,对西安的臭氧贡献率最高,其次为宝鸡、咸阳与渭南。

关键词： bvocs MEGAN CMAQ 臭氧秦岭区域

臭氧胁迫对两种榕树幼苗bvocs释放的短期影响

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热带生物学报 2023年第6期14卷 602-613页

作者：姬建波何禾宋晓伟谢晓蓉杨宗德海南大学生态与环境学院海口570228 海南大学环南海陆域生物多样性研究中心海口570228 海南省霸王岭林业局海南昌江572722

为探究短期臭氧胁迫对植物源挥发性有机物(bvocs)释放的影响,以一年生黄葛树(Ficus virens)和雅榕(Ficus concinna)幼苗为对象,通过开顶式气室(OTC)进行3种处理:对照组(常规大气O_(3)浓度)、低浓度组(常规大气O_(3)浓度加40 nmol·mol^(... 详细信息

为探究短期臭氧胁迫对植物源挥发性有机物(bvocs)释放的影响,以一年生黄葛树(Ficus virens)和雅榕(Ficus concinna)幼苗为对象,通过开顶式气室(OTC)进行3种处理:对照组(常规大气O_(3)浓度)、低浓度组(常规大气O_(3)浓度加40 nmol·mol^(-1))和高浓度组(常规大气O_(3)浓度加80 nmol·mol^(-1))。运用热脱附与气质联用技术对榕树幼苗释放的BVOC进行分离鉴定,并使用单因素方差分析和Pearson相关系数等进行数据统计与分析。结果表明:除低浓度O_(3)对两种榕树幼苗地上和地下含氧单萜(OTs)的释放有显著促进外,其他各类bvocs释放速率在受到短期O_(3)胁迫后均显著降低;光合参数与各组分bvocs释放速率相关性各异,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)等是影响地上bvocs释放的主要影响因子,Pn与土壤呼吸速率(Rs)则是地下bvocs释放的主要影响因子;在大部分处理时,以bvocs形式排放的碳与光合作用同化的碳的比例(BVOC-C损失比)显著降低,仅在低浓度O_(3)胁迫后黄葛树幼苗地上BVOC-C损失比例升高。本研究结果可以揭示两种榕树幼苗对O_(3)胁迫的响应和bvocs释放的变化规律,对了解环境空气质量变化下榕树bvocs释放的变化特征和响应机制,评估城市重点区域绿地环境空气质量具有重要意义。

关键词： bvocs O_(3)胁迫黄葛树雅榕光合参数

京津冀植被类型对典型城市夏季O_(3)和PM_(2.5)贡献

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中国环境科学 2023年第6期43卷 2734-2743页

作者：蔡斌程昊淼亓浩雲李奥哲康天放北京工业大学环境与生命学部区域大气复合污染防治北京市重点实验室北京100124 北京工业大学城市建设学部建筑与城市规划学院北京100124

以京津冀地区bvocs排放清单为基础,采用WRF-CMAQ模型模拟与情景分析相结合的方式研究了2018年7月京津冀地区bvocs排放对O_(3)和PM_(2.5)浓度贡献,解析了北京、邯郸、承德、保定等典型城市不同植被类型bvocs排放对O_(3)和SOA浓度的影响水... 详细信息

以京津冀地区bvocs排放清单为基础,采用WRF-CMAQ模型模拟与情景分析相结合的方式研究了2018年7月京津冀地区bvocs排放对O_(3)和PM_(2.5)浓度贡献,解析了北京、邯郸、承德、保定等典型城市不同植被类型bvocs排放对O_(3)和SOA浓度的影响水平,并应用O_(3)和SOA生成潜势核算结果对模拟结果进行验证.结果显示,bvocs排放对北京、邯郸、承德、保定O_(3)生成贡献率分别为30.19%、24.77%、35.56%、26.73%,对SOA生成贡献率为2.55%、3.32%、4.17%、3.59%;北京、承德的乔木与果园bvocs排放对O_(3)和SOA浓度贡献最大,邯郸、保定的草地与庄稼bvocs排放对O_(3)和SOA浓度贡献最大;数值模拟结果与O_(3)、SOA生成潜势表征的潜在影响基本符合.

关键词：植被功能类型 bvocs O_(3)和SOA WRF-CMAQ 生成潜势

长三角地区VOCs排放特征及其对大气O_(3)和SOA的潜在影响

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中国环境科学 2023年第6期43卷 2694-2702页

作者：张明明邵旻陈培林顾晨王勤耕南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室江苏南京210023 南京师范大学环境学院江苏南京210023 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044

以长三角地区(包括江苏省、安徽省、浙江省与上海市)为研究对象,对比分析了挥发性有机物(VOCs)人为源(AVOCs)和自然源(bvocs)的排放总量、物种组成及其时空变化特征,评估了不同来源和种类的VOCs对臭氧(O_(3))和二次有机气溶胶(SOA)的生... 详细信息

以长三角地区(包括江苏省、安徽省、浙江省与上海市)为研究对象,对比分析了挥发性有机物(VOCs)人为源(AVOCs)和自然源(bvocs)的排放总量、物种组成及其时空变化特征,评估了不同来源和种类的VOCs对臭氧(O_(3))和二次有机气溶胶(SOA)的生成潜势(OFP和SOAFP).结果表明,长三角地区2017年VOCs的排放总量为618.1万t,AVOCs和bvocs分别为385.6万t和232.5万t.该地区VOCs的主要物种为烷烃、芳香烃、异戊二烯、甲醇和萜烯,其占比分别为27.6%、20.2%、15.4%、8.7%和6.1%.时间变化上,AVOCs排放的季节变化较小,bvocs的排放主要集中在5~9月,其中,7、8月的bvocs排放量占全年排放总量的40.3%,显著高于同时段的AVOCs排放量.长三角地区VOCs的主要物种在5~9月为烯烃,其余月份则为烷烃和芳香烃.空间分布上,AVOCs排放高值区主要集中在上海、江苏中南部、浙江省北部、安徽省中部等经济较发达的地区;bvocs排放高值区主要分布在浙江以及安徽南部等森林覆盖率较高的地区.长三角地区全年AVOCs和bvocs对OFP贡献率分别为48.6%和51.4%,对SOAFP的贡献率分别为46.3%和53.7%.上海和江苏以AVOCs贡献为主,而浙江和安徽以bvocs贡献为主.尽管长三角地区AVOCs的排放总量大于bvocs,但在每年夏季及前后,bvocs对O_(3)和SOA均具有重要影响,特别是在浙江和安徽南部地区,自然源的贡献甚至具有主导地位.因此,在有关O_(3)和PM_(2.5)的管控策略中,应进一步关注自然源排放特征及其可能的影响.

关键词：挥发性有机物排放清单 AVOCs bvocs OFP SOAFP