国家自然科学基金(41073019) 作品数:23 被引量:128 H指数:7 相关作者: 刘刚 徐慧 李久海 吴丹 孙丽娜 更多>> 相关机构: 南京信息工程大学 中国科学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 江苏省自然科学基金 南京信息工程大学科研基金 更多>> 相关领域: 环境科学与工程 医药卫生 理学 化学工程 更多>>
秸秆烟尘中正构脂肪醇和甾醇的碳同位素组成 被引量:2 2017年 选取稻草、麦秸和玉米秸进行室内模拟燃烧试验,用气相色谱/稳定同位素在线分析系统(GC/C/IRMS)测定了烟尘中正构脂肪醇和甾醇的单体碳同位素比值.结果显示:在稻草明火烟尘中,正构脂肪醇(C20~C30)和甾醇(胆固醇、菜油甾醇、豆甾醇、β-谷甾醇)与稻草δ^(13)C值之差(Δ^(13)C)的平均值分别为-1.3‰、+0.7‰.在稻草闷烧烟尘中,两类化合物的Δ^(13)C平均值分别为-1.4‰、+1.1‰.在麦秸明火烟尘中,正构脂肪醇和甾醇单体的Δ^(13)C平均值分别为+2.4‰、+0.5‰.在麦秸的闷烧烟尘中,两类化合物的Δ^(13)C平均值分别为+3.0‰、+1.7‰.在玉米秸的明火烟尘中,两类化合物的Δ^(13)C平均值分别为-2.5‰和+0.7‰.在玉米秸闷烧烟尘中,两类有机物的Δ^(13)C平均值分别为-3.8‰、+1.8‰.3类秸秆烟尘中的正构脂肪醇和甾醇均发生了明显的碳同位素分馏.秸秆闷烧比明火燃烧更有利于烟尘中此两类有机物发生碳同位素分馏.这对识别气溶胶中以秸秆燃烧为来源的这两类有机物有参考意义. 刘刚 李久海 徐慧 李中平 李立武关键词:秸秆 烟尘 甾醇 碳同位素 Chemical composition and source apportionment of the ambient PM_(2.5)in Hangzhou,China 被引量:27 2015年 To identify and apportion the sources of the ambient PM2.5 in the urban area of Hangzhou, China, PM2.s samples were collected at three sites in the city from April 2004 to March 2005. Water-soluble ions, metal elements, and total carbon (TC) in PM2.s samples were analyzed. The results indicated that the 24-h mean concentrations of PM2.5 ranged from 17.1 to 267.0 μg/m^3, with an annual average value of 108.2 μg/m^3. Moreover, the seasonal mean values for PM2.5 in spring, summer, autumn, and winter were 116, 73.1, 114.2, and 136.0μg/m^3, respectively. According to the Chinese ambient quality standard, at least 70% of the monitoring data exceeded the limit value. The total contribution of water-soluble ions, including F^-, CI^-, NO3^-, SO4^2- , NH4^+, K^+, and Na^+, to PM2.5 mass varied from 32.3% to 36.7%. SO4^2- , NO3^-, and NH4^+ were the main constituents of the ions, with contributions to PM2.5 varying from 14.1% to 14.7%, 6.0% to 7.89;, and 6.4% to 7.7%, respectively. In addition, the annual mean mass fraction of TC in PM2.5 was 27.8%. The annual average total contribution of the group of elements of Zn, Pb, Cu, Mn, Cr, Ni, Se, Mo, Cd, Sb, and Ag to the aerosol was in the range of 1.7-2.0%. Furthermore, positive matrix factorization was applied to analyze the PM2.5 data collected from the central area, and five factors were identified. The factor contributions to PM2.5 mass were 12.8%, 31.9%, 10.1%, 17.2%, and 27.9%, respectively. Iron/steel manufacturing and secondary aerosol were the main sources for the fine particles. These findings may have significance for controlling the atmospheric contamination in the city. Gang Liu Jiuhai Li Dan Wu Hui Xu关键词:TC 树木模拟燃烧排放烟尘中水溶性离子的组成 被引量:14 2016年 模拟林火中生物质的两种燃烧方式,明燃和闷燃,对10种乔木的干树枝和绿树枝进行室内燃烧试验,测定了排放烟尘中的水溶性离子.结果表明,干树枝明燃烟尘中水溶性离子的平均总含量为(28.88±17.54)g·kg^(-1).SO_4^(2-)、Cl^-、K^+是主要组分,其平均排放因子为101.0~118.2 mg·kg^(-1).干树枝闷烧烟尘中水溶性离子的平均总含量为(6.38±2.79)g·kg^(-1).Na^+、SO_4^(2-)、K^+、Cl^-是主要组分,其平均排放因子为101.1~245.7 mg·kg^(-1).绿树枝明燃烟尘中水溶性离子的平均总含量为(22.13±13.52)g·kg^(-1).SO_4^(2-)、Cl^-、K^+是主要组分,其平均排放因子为136.4~197.6 mg·kg^(-1).绿树枝闷燃烟尘中水溶性离子的平均总含量为(15.71±19.09)g·kg^(-1).Cl^-、SO_4^(2-)、Na^+是主要成分,其平均排放因子为298.6~869.1 mg·kg^(-1).两类树枝在每种燃烧条件下产生的烟尘中,Cl^-与K^+的含量均显著正相关.干树枝闷烧时Cl^-的排放因子与含水率显著正相关.燃烧条件、树种及含水率均对森林生物质烟尘中水溶性离子的组成及排放因子有明显的影响.这对估算大气中林火来源的污染物有参考意义. 刘刚 黄柯 李久海 徐慧关键词:树枝 燃烧 水溶性离子 烟尘 排放因子 秸秆燃烧排放的正构烷烃及其碳同位素组成特征 被引量:8 2012年 为了探讨生物质燃烧过程中正构烷烃化学组成及其碳同位素的变化规律,对4种玉米秸秆进行了室内焚烧实验,用GC-MS和GC/C/IRMS方法对燃烧前后的样品进行测定.结果表明,秸秆中正构烷烃的碳数为C13~C35,分布形态为单峰型,主峰碳数为C31.正构烷烃的碳优势指数(CPI)值为1.1~5.3,平均碳链长度(ACL)为25.1~28.8.明火烟尘中正构烷烃的碳数为C14~C35,呈双峰型分布,2个主峰碳数分别是C18和C31.其CPI值为1.0~2.4,ACL值为23.0~26.8.正构烷烃单体碳同位素比值为-20.1‰^-33.5‰.闷烧烟尘中正构烷烃的碳数是C12~C35,CPI值为2.2~4.8,ACL值为26.6~28.9.其含量呈双峰式分布,2个主峰碳数分别是C22/C23、C31.正构烷烃单体碳同位素比值为-21.5‰^-32.5‰.在明火烟尘和闷烧烟尘中,正构烷烃的单体碳同位素组成与原秸秆中同碳数正构烷烃的差值分别为-13.8‰~5.4‰、-6.7‰^-5.1‰.2种烟尘中正构烷烃的化学组成与碳同位素分布都与原玉米秸秆有着显著的差别. 刘刚 孙丽娜 李久海 徐慧关键词:玉米秸秆 烟尘 正构烷烃 碳同位素 生物质燃烧颗粒物中有机质及源解析研究进展 被引量:4 2011年 对近年来有关生物质燃烧排放的颗粒物中有机化合物和有机示踪物的研究进展进行了综述,分析了各国学者根据有机示踪物研究城市大气颗粒物中生物质燃烧和其他排放源对空气污染的贡献,对以后的相关研究具有借鉴意义. 刘刚 袁静 陈敏东 姜玲关键词:生物质燃烧 源解析 稻草及其烟尘中正构脂肪酸的组成 2013年 为了解稻草露天焚烧产生烟尘中正构脂肪酸的组成特征,在明火燃烧和闷烧条件下对6种稻草进行了模拟焚烧试验,采集了排放的烟尘,并用GC/MS进行测定.结果表明,稻草中的正构脂肪酸由C8~C34组成.明火烟尘中含有碳数为C8~C34的正构脂肪酸.其总含量的变化区间是8613.9-27225.0μg/g,平均值为15147.41.μg/g.正构脂肪酸呈现以C16、C24为主、次碳峰的双峰式分布,并具有显著的偶碳数优势.其碳优势指数(CPI)的分布区间是3.08~6.41,平均值为4.31.平均碳链长度(ACL)为18.51-21.77,平均值是20.48.C24/C16值分布在0.11~0.41之间.闷烧烟尘中正构脂肪酸的碳数范围是C6-42”其总含量的分布区间是59112.6-95214.3μg/g,平均值为76934.9μg/g.呈与明火烟尘类似的双峰式分布,偶碳数优势显著.其CPI为3.88~5.24,平均值为4.38.ACL值分布在17.3~18.91之间,平均值为18.42.C24/C16比值为0.07-0.23.明火烟尘中C24/C16比值比稻草有所下降.闷烧烟尘中C24/C16比值均小于稻草和明火烟尘,正构脂肪酸的ACL也明显小于稻草和明火烟尘.烟尘中正构脂肪酸的组成相比原稻草已发生了明显的改变. 刘刚 徐慧 吴丹 李久海关键词:稻草 燃烧 烟尘 秸秆烟尘和灰烬中元素碳的稳定同位素组成 被引量:4 2014年 选取稻草、麦草和玉米秸秆各6个品种,进行室内模拟焚烧试验,用同位素质谱计测定了灰烬和烟尘中元素碳(EC)的同位素比值.结果表明,稻草明火和闷烧烟尘中EC的δ13C平均值分别是-28.3‰、-28.7‰,比稻草总碳分别轻2.7‰、3.0‰.麦草明火和闷烧烟尘中EC的δ13C平均值分别为-28.5‰、-28.0‰,比麦草总碳分别轻0.1‰、重0.4‰.玉米秸秆明火和闷烧烟尘中EC的δ13C平均值分别为-17.2‰、-13.6‰,比秸秆总碳分别轻3.4‰、重0.2‰.在稻草明火和闷烧灰烬中,EC的δ13C平均值分别是-27.5‰、-27.3‰,比稻草总碳分别轻1.8‰、1.6‰.在麦草的明火和闷烧灰烬中,EC的δ13C平均值分别为-27.4‰和-26.0‰,比麦草总碳分别重0.9‰和2.4‰.在玉米秸秆的明火和闷烧灰烬中,EC的δ13C平均值分别为-15.0‰和-14.8‰,比玉米秆总碳分别轻1.2‰和1.0‰.3类秸秆,尤其是稻草和玉米秸秆,其烟尘和灰烬中的EC均发生了明显的同位素分馏.其同位素组成对于识别和估算大气气溶胶中此类秸秆燃烧来源的EC有参考意义. 刘刚 李久海 徐慧 吴丹 刘艳关键词:秸秆 烟尘 灰烬 元素碳 同位素 麦草及其烟尘中正构烷烃的组成 被引量:2 2013年 在明火和闷烧条件下对6种麦草进行焚烧试验,用GC/MS测定了秸秆和烟尘中正构烷烃的组成.结果表明,从麦秆和烟尘中检出的正构烷烃主要是C16-C33·麦秸中正构烷烃的总含量变化范围是19.6-62.3mg·kg-1,平均值为36.0mg·kg-1.低碳数(碳数〈C23)正构烷烃仅占总含量的1.4%-31.6%.C27/C29值分布于20.2%-47.4%之间,平均值为33.7%;C31/C29值分布于22.9%-48.1%之间,平均值为32.7%.明火烟尘中正构烷烃总含量的变化区间为764.2-5304.1mg·kg-1,平均值为2854.2mg·kg-1.低碳数正构烷烃在总含量中的占比为2.0%-19.4%,平均值为7.1%.C27/C29值的变化区间是10.0%-31.6%,平均值为20.2%;C31/C29比值的分布范围是47.1%-98.9%,平均值为71.2%.闷烧烟尘中正构烷烃总含量为5126-15898mg·kg-1,平均值为9220.8mg·kg-1.低碳数正构烷烃含量与总含量之比为1.9%-13.0%,平均值为5.5%.C27/C29的分布范围是8.6%-23.0%,平均值为13.8%;C31/C29的变化区间是42.5%-90.2%,平均值为62.2%.麦草和烟尘中的正构烷烃均呈单峰式分布,其主峰碳数为C29.其高碳数(碳数≥C22)正构烷烃均具有明显的奇碳数优势.麦草碳优势指数(CPI)的变化区间是4.0-33.6,平均值为19.2;C17-C33,正构烷烃的平均碳链长度(ACL)的波动区间是25.2-29.0,平均值为28.0.明火烟尘的CP/处于4.4-27.1之间,平均值为12.4;ACL值变化范围是27.6-29.4,平均值为28.8.闷烧烟尘的CPI值分布于5.5-29.6之间,平均为18.0;ACL值在28.0-29.5之间变动,其平均值为28.9.在麦秸与其烟尘之间,正构烷烃在化学组成上有明显的差别.这有助于识别大气颗粒物中麦草燃烧来源的此类污染物. 刘刚 李久海 徐慧 吴丹关键词:麦草 燃烧 烟尘 正构烷烃 CPI ACL 麦秸烟尘中正构脂肪醇和正构烯烃的化学组成 被引量:4 2014年 对6种麦草开展了燃烧试验,测定了烟尘(PM 2.5)中正构脂肪醇和正构烯烃的化学组成.结果显示,在明火PM 2.5中正构脂肪醇由C8~C32组成.其总含量为381.1~30178.6mg/kg,平均为10011.3mg/kg.C24/C28、C26/C28、C28/∑等百分比的变化范围分别为4.1%~69.6%、0.9%~9.8%、45.3%~92.8%.正构脂肪醇呈单峰型分布,C28是主峰碳(Cmax).其CPI值在25.8~133.0间变化,平均为56.1.在闷烧PM 2.5中正构脂肪醇由C8~C32组成.其总含量为944.4~135858.2mg/kg,平均为28160.2mg/kg.C24/C28、C26/C28、C28/∑等百分比的变化范围分别为2.4%~22.2%、0.6%~8.6%、70.8%~95.7%.正构脂肪醇的分布模式与明火PM 2.5的相同.其CPI值分布于23.1~266.6间,平均为82.4.明火PM 2.5中的正构烯烃由C17~C29组成.其总含量在67.1~733.0mg/kg之间变动,平均为261.8mg/kg.低碳数与高碳数正构烯烃的含量之比(L/H)为0.8~2.2,平均值为1.5.正构烯烃呈单峰式分布,Cmax以C24为主,C22次之.其CPI值分布于0.9~1.6之间,平均为1.2.闷烧PM 2.5中的正构烯烃由C16~C29组成.其总含量分布于273.9~862.4mg/kg之间,平均为574.1mg/kg.其L/H比值在0.5~2.2之间波动,平均值为1.6.正构烯烃的分布模式与明火PM2.5类似,但Cmax以C22为主,C24次之.其CPI值的变化区间是1.0~2.1,平均值为1.2.C24/C28、C26/C28、C28/∑等指标对于识别气溶胶中麦草燃烧来源的正构脂肪醇具有参考意义.利用Cmax可区分麦秸在明火和闷烧条件下生成的正构烯烃. 刘刚 李久海 徐慧 吴丹关键词:麦草 烟尘 森林生物质燃烧烟尘中的有机碳和元素碳 被引量:10 2015年 选取10种乔木制备风干树枝、新鲜树枝两种类型的样品,通过自制的生物质燃烧装置模拟阴、明燃两种燃烧方式燃烧制备的树枝样品,采集排放的烟尘,并使用DRI2001A热/光分析仪测定样品中的有机碳(OC)、元素碳(EC).结果表明,风干树枝明燃排放烟尘中OC的排放因子(EFOC)、EC的排放因子(EFEC)、PM的排放因子(EFPM)均值分别为6.8、2.1、16.5g·kg-1,阴燃排放烟尘中均值分别为57.5、11.1、130.9 g·kg-1;新鲜树枝明燃排放烟尘中EFOC、EFEC、EFPM均值分别为13.6、3.3、30.5 g·kg-1,阴燃排放烟尘中均值分别为57.6、9.6、125.6 g·kg-1.树枝(风干树枝、新鲜树枝)阴燃时EFOC、EFEC、EFPM均高于明燃时,在明燃(高温度)条件下含水率与树枝燃烧时EFOC、EFEC、EFPM是呈正相关关系.树枝燃烧烟尘中OC、EC、TC(TC=OC+EC)占PM的百分比约为45%、10%、55%,乔木树枝阴燃排放烟尘中OC的质量分数高于明燃,EC的质量分数低于明燃.新鲜树枝排放烟尘中OC的质量分数高于风干树枝,EC的质量分数低于风干树枝.风干树枝明燃条件下OC/EC的均值为3.3(2.5~5.2),阴燃条件下均值为5.2(4.3~6.3);新鲜树枝明燃条件下OC/EC的均值为4.1(3.1~5.3),阴燃条件下均值为6.2(4.2~8.4),乔木树枝阴燃时OC/EC的值高于明燃,含水率高的乔木树枝(新鲜树枝)燃烧排放烟尘中OC/EC的值高于含水率低的树枝(风干树枝).风干树枝燃烧烟尘中OC、EC的相关系数为0.985,新鲜树枝燃烧烟尘中OC、EC的相关系数为0.915,含水率不同的乔木树枝(风干树枝、新鲜树枝)在不同燃烧条件下(明燃、阴燃)排放烟尘中OC与EC都具有良好的相关性. 黄柯 刘刚 周丽敏 李久海 徐慧 吴丹 洪蕾 陈惠雨 杨伟宗关键词:排放因子