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國際機(jī)場的NMHCs特征

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國際機(jī)場的NMHCs特征

國際機(jī)場的NMHCs特征 國際機(jī)場的NMHCs特征 2015/07/13 《環(huán)境與發(fā)展雜志》2015年第七期 1試劑、儀器和方法 實(shí)驗(yàn)用試劑:甲烷/丙烷混合標(biāo)準(zhǔn)氣體;高純氮?dú)?零級空氣;氫氣,空氣。實(shí)驗(yàn)用儀器:雙柱雙FID安捷倫7890A(配備自動(dòng)進(jìn)樣器)??偀N柱:玻璃微球填充柱,60/80,3mx’/8’’甲烷柱:GDX-502填充柱,60/80,3mx’/8’’本實(shí)驗(yàn)采用自動(dòng)進(jìn)樣器自動(dòng)進(jìn)樣,雙柱雙FID檢測器同時(shí)測定樣品中的總烴和甲烷濃度,兩者的差值為NMHCs的濃度,實(shí)驗(yàn)測定零級空氣樣品的響應(yīng)值扣除氧在總烴含量中的干擾。每批樣品測定前,實(shí)驗(yàn)室除繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線外,并用甲烷/丙烷標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行校正。 2結(jié)果與分析 2.1THC和NMHCs濃度的線性分析實(shí)驗(yàn)對180組數(shù)據(jù)中的THC和NMHCs的濃度值進(jìn)行統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)樣品的THC濃度范圍在1.39~7.21mg/m3,NMHCs的濃度范圍在0.62~6.10mg/m3,THC和NMHCs的平均值分別為3.46mg/m3和2.33mg/m3,可見總烴中的主要包含物質(zhì)為非甲烷烴,其含量占總烴的67.0%(表1)。以THC濃度為y軸,NMHCs濃度為x軸繪制回歸方程,發(fā)現(xiàn)它們之間的線性關(guān)系良好(圖2)。 2.2NMHCs濃度的分布特征從180組數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)看,1、2、3號點(diǎn)位的NMHCs平均濃度分別為2.43mg/m3、2.75mg/m3和1.81mg/m3,結(jié)果顯示點(diǎn)位濃度2>1>3。從污染源分析,機(jī)場NMHCs的主要來源是飛機(jī)滑行階段的燃油排放所致[8],另外附加一些飛機(jī)維修、保養(yǎng)時(shí)所需的溶劑類產(chǎn)品。采樣點(diǎn)2的濃度略高于1,因?yàn)轱w機(jī)起飛需要逆風(fēng)滑行起飛,2號點(diǎn)位離開飛機(jī)發(fā)動(dòng)地點(diǎn)略近,再加上2號點(diǎn)位處于下風(fēng)向,飛機(jī)滑行起飛時(shí)的污染物排放順風(fēng)向南,而1號點(diǎn)位處于上風(fēng)向,雖然不排除其它因素的影響,但可以看到1號點(diǎn)位受到機(jī)場航班起降時(shí)污染物排放的影響較2號點(diǎn)位小。3號對照點(diǎn)雖然處于距離較遠(yuǎn)的高爾夫球場,濃度相對1、2號點(diǎn)位低了許多,但也超過一些研究者提出的1.2mg/m3的日均標(biāo)準(zhǔn)[9],存在一定的污染程度,究其原因可能是因?yàn)閷φ拯c(diǎn)處在高爾夫球場,綠色植被覆蓋率高,周圍綠化面積大,植物生長所釋放的萜烯類化合物可能成為NMHCs濃度的主要來源[10][11]。 2.3NMHCs濃度的季節(jié)變化特征分別分析冬季和夏季的NMHCs日均值濃度分布圖,不論是夏季還是冬季,1、2號點(diǎn)的NMHCs濃度遠(yuǎn)高于3號對照點(diǎn),與之前整體統(tǒng)計(jì)的結(jié)果一致。研究發(fā)現(xiàn)在冬季,1、2、3號點(diǎn)位的NMHCs五日濃度走勢基本一致,都呈現(xiàn)下降、上升再下降的規(guī)律,且基本都在1月15日有小幅升高現(xiàn)象,這種現(xiàn)象是多種因素綜合作用所致,但我們也發(fā)現(xiàn),NMHCs的濃度趨勢與這五日氣溫的升高、降低再升高有著密切的負(fù)關(guān)系。而從1、2、3號點(diǎn)位夏季NMHCs日均值濃度分布圖來看,由于氣溫比較穩(wěn)定,因此NMHCs的濃度走勢也無明顯起伏落差,但濃度值較冬季而言明顯降低。NMHCs之所以與氣溫的負(fù)關(guān)系如此密切,是因?yàn)闅鉁厣邔?dǎo)致NMHCs的活性增強(qiáng),從而加快光化學(xué)反應(yīng)速度,并且夏天較冬天炎熱,光照充足,太陽輻射強(qiáng),進(jìn)一步加劇了NMHCs的光化學(xué)反應(yīng),這些都有利于加速消耗NMHCs[12]。上海是沿海城市,屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,到了夏季風(fēng)向變化大,更多的海風(fēng)帶來清潔的空氣,采樣日的風(fēng)速也略大于冬季采樣時(shí)的風(fēng)速,更有利于大氣污染物的迅速擴(kuò)散。 2.4NMHCs濃度的日變化特征實(shí)驗(yàn)共采集樣品數(shù)量180個(gè),3個(gè)點(diǎn)位每天采樣6次,每個(gè)時(shí)間點(diǎn)每個(gè)點(diǎn)位共采集10個(gè)數(shù)據(jù),我們?nèi)∑淦骄道L制日變化趨勢圖(圖5),發(fā)現(xiàn)機(jī)場周邊點(diǎn)位的NMHCs濃度日變化趨勢都呈現(xiàn)明顯的“V”字型,夜間濃度均較白天有明顯升高。究其原因,首先是因?yàn)樵诎滋?,光照越是充足的情況下,NMHCs會(huì)參與到光化學(xué)反應(yīng)中,造成NMHCs的大量消耗,而13:00~15:00是一天中光照最充足、溫度最高的時(shí)段,NMHCs的光化學(xué)反應(yīng)在午后達(dá)到最強(qiáng),消耗也最大,這也解釋了14:00時(shí)1、2號點(diǎn)位的NMHCs濃度都達(dá)到最低的原因。其次因?yàn)橐归g在航班照常營運(yùn)的情況下,大氣穩(wěn)定度相對于白天增加,污染物擴(kuò)散能力低,造成了了NMHCs的積累[13]。同時(shí),我們發(fā)現(xiàn)14:00時(shí)對照點(diǎn)3號點(diǎn)的NMHCs濃度不同于1、2號點(diǎn)位,有明顯上升趨勢,可能在一天中最熱的下午,植物生長速度最快,污染物釋放速度加快,釋放出的萜烯類化合物的量也增多,已有專家指出隨著夏季溫度升高,植物排放的污染物主要以異戊二烯為主[14][15]。另外我們也還是發(fā)現(xiàn)各時(shí)段的濃度基本符合2>1>3的規(guī)律,1、2號點(diǎn)位由于機(jī)場區(qū)域污染物的影響,它們的NMHCs濃度明顯遠(yuǎn)高于對照點(diǎn)3號點(diǎn)的濃度。 2.5與其他研究的比對參考其他針對機(jī)場、封閉式道路等交通區(qū)域所做的NMHCs的研究(表3),我們發(fā)現(xiàn)虹橋國機(jī)場的NMHCs濃度低于內(nèi)陸機(jī)場周邊區(qū)域NMHCs的濃度[12],這可能與上海的氣候、地形、機(jī)場位置等眾多因素有關(guān),比對還發(fā)現(xiàn),機(jī)場區(qū)域的NMHCs遠(yuǎn)低于隧道內(nèi)NMHCs的濃度[16],說明敞開式環(huán)境更有利于烴類物質(zhì)的擴(kuò)散和光化學(xué)反應(yīng)。另外,同樣位處沿海的珠江三角洲地區(qū)研究發(fā)現(xiàn),城市NMHCs濃度日變化趨勢存在兩個(gè)高峰期,分別為8:00~10:00和16:00-18:00,日變化趨勢圖為“M”字型,符合人類出行作業(yè)的交通高峰期規(guī)律[17]。機(jī)場建設(shè)區(qū)域因?yàn)楸荛_鬧市及居民區(qū),車流量比較平均,因此受人類高峰活動(dòng)影響少,因此機(jī)場區(qū)域的NMHCs濃度日變化趨勢并沒有在10:00和18:00時(shí)段出現(xiàn)峰值情況。 3結(jié)論 實(shí)驗(yàn)在針對機(jī)場區(qū)域NMHCs濃度特征的研究時(shí)發(fā)現(xiàn),總碳?xì)浠衔镏?7%的物質(zhì)為非甲烷烴,且它們線性關(guān)系良好。1、2、3號點(diǎn)的NMHCs平均濃度分別為2.43mg/m3、2.75mg/m3和1.81mg/m3。由于飛機(jī)逆風(fēng)滑行起飛,2號點(diǎn)離準(zhǔn)備起飛的飛機(jī)較近,加之下風(fēng)向的因素,其NMHCs濃度最大。對照點(diǎn)3號點(diǎn)的NMHCs濃度在各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)中均低于1、2號點(diǎn),其NMHCs可能以植被污染物為主。研究發(fā)現(xiàn)NMHCs濃度與氣溫著密切的負(fù)關(guān)系,且夏季的NMHCs濃度明顯低于冬季,說明高溫和充足的光照能提高NMHCs的消耗率,而夏季的季風(fēng)也是快速擴(kuò)散和稀釋NMHCs的主要因素。機(jī)場區(qū)域的NMHCs濃度日變化趨勢呈現(xiàn)“V”字型走勢,于午后達(dá)到最低值,深夜達(dá)到峰值,同樣說明充足的光照和溫度能加速光化學(xué)反應(yīng),從而快速消耗NMHCs。通過與其他研究的比較、分析,上海位處沿海,屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,所以上海虹橋國際機(jī)場區(qū)域的NMHCs濃度低于內(nèi)陸地區(qū)機(jī)場區(qū)域NMHCS的濃度。作為敞開式交通區(qū)域,機(jī)場區(qū)域的NMHCs濃度遠(yuǎn)低于封閉式隧道的NMHCs濃度。機(jī)場區(qū)域遠(yuǎn)離居住區(qū),受人群上、下班高峰活動(dòng)影響少,因此機(jī)場區(qū)域NMHCs濃度的日變化趨勢不同于城市“M”字型的特征趨勢,呈現(xiàn)“V”字型趨勢。

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