植物揮發(fā)性有機(jī)化合物的分析及排放特征.pdf

1、環(huán)境中揮發(fā)性有機(jī)化合物(Volatile Organic Compounds，VOCs)來(lái)源有生物源和人為源兩種。從全球范圍來(lái)看，生物源的揮發(fā)性有機(jī)化合物(Biogenic VOCs，BVOCs)排放遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人為源的排放。其中，BVOCs中以異戊二烯、單萜烯的排放為主。由于它們高度的反應(yīng)活性，在對(duì)流層臭氧化學(xué)、光化學(xué)過(guò)程中具有重要作用；它們對(duì)大氣組分及其變化、大氣中的化學(xué)和光化學(xué)過(guò)程、氣候以及氣候變化等方面都具有不同程度的影響。由于受

2、儀器設(shè)備、采樣技術(shù)及分析手段等方面的制約，我國(guó)對(duì)BVOCs的研究相對(duì)滯后，還處于起步階段。因此，加強(qiáng)對(duì)植物排放VOCs采樣技術(shù)、分析方法以及排放規(guī)律的研究對(duì)研究大氣環(huán)境和氣候變化的影響和貢獻(xiàn)，甚至對(duì)城市樹(shù)種的選擇都是十分重要的。 本論文針對(duì)實(shí)驗(yàn)室以及野外實(shí)驗(yàn)的不同要求，建立了BVOCs的快速分析方法，實(shí)驗(yàn)室模擬研究了各種因素對(duì)植物BVOCs排放的規(guī)律，同時(shí)，在野外現(xiàn)場(chǎng)研究了香港七種典型樹(shù)種的BVOCs的排放情況、變化規(guī)律及其影響

3、因素，具體結(jié)果如下： 1)設(shè)計(jì)并制作了兩套植物排放BVOCs樣品采集裝置，建立了BVOCs的動(dòng)態(tài)頂空-固相微萃取-氣相色譜聯(lián)用分析技術(shù)(Dynamic head space-solid phase mieroextraction-GC/MS)。通過(guò)對(duì)植物枝干密封容器、密封、采樣及解吸時(shí)間等實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化，對(duì)所選植物所排放的9種常見(jiàn)的BVOCs進(jìn)行了活體檢測(cè)。該方法將采樣、進(jìn)樣、分析融為一體，簡(jiǎn)單易行，完全適合于植物揮發(fā)BVOCs

4、的活體檢測(cè)研究； 2)實(shí)驗(yàn)室模擬研究結(jié)果表明，異戊二烯以及單萜類的排放速率均隨光照強(qiáng)度的增加而增加，相對(duì)而言，異戊二烯的排放受光照強(qiáng)度的影響要大于單萜類；當(dāng)環(huán)境溫度低于30℃時(shí)，異戊二烯以及單萜類的排放速率隨溫度的上升而增加；但當(dāng)環(huán)境溫度溫度低于10℃時(shí)，植物停止了單萜類的排放。當(dāng)溫度大于30℃時(shí)，異戊二烯排放速率下降，而單萜類排放速率趨于穩(wěn)定； 3)現(xiàn)場(chǎng)兩類主要的BVOCs排放日變化研究發(fā)現(xiàn)，異戊二烯及單萜類α-蒎烯的

5、日間排放規(guī)律基本一致，9：00至13：00兩者排放速率不斷上升，13：00時(shí)達(dá)到最高值，之后不斷下降，到18：00降至最低； 4)香港的7種典型樹(shù)種中，除木棉樹(shù)僅排放少量異戊二烯之外，其余6種均不程度地排放異戊二烯和及各種單萜類化合物。7種樹(shù)種的總BVOCs揮發(fā)速率中，最大的是鳳凰木(19.80 μg·g-1·h-1)，其次是洋紫荊和黃牛木(18.70 μg·g-1·h-1)，最小的是圓葉豺皮樟和木棉(分別為0.305和0.23

6、7 μg·g-1·h-1)； 5)鳳凰木、洋紫荊和黃牛木是異戊二烯排放率最高的3種樹(shù)種，其中鳳凰木最高，平均排放速率為18.89 μg·g-1·h-1，屬于植物異戊二烯標(biāo)準(zhǔn)排放率分類中的中等水平；單萜類總排放速率最高的是大頭茶(1.69 1.μg·-1·h-1)，屬于植物單萜類標(biāo)準(zhǔn)排放率分類中的中級(jí)水平，其中，β-蒎烯和L,inalool兩種單萜類化合物的排放率分別為0.916與0.774μg·g-1·h-1；鳳凰木的α-蒎烯排

7、放率最大(0.9121μg·g·-1·h-1)，其次是洋紫荊(0.742 μg·g-1·h-1)，都屬于植物單萜類標(biāo)準(zhǔn)排放率分類中的低級(jí)水平； 6)現(xiàn)場(chǎng)溫度和光照強(qiáng)度對(duì)野外植物揮發(fā)BVOCs的影響的研究結(jié)果與溫室中實(shí)驗(yàn)結(jié)論基本一致。即，植物排放異戊二烯和單萜類化合物的速率均隨著溫度及光照強(qiáng)度的上升而增加，其中光照強(qiáng)度對(duì)異戊二烯排放率的影響較溫度的影響明顯，而溫度對(duì)單萜類排放率的影響較光照的影響明顯；相對(duì)濕度是影響植物異戊二烯排放