國際機(jī)場(chǎng)的NMHCs特征

國際機(jī)場(chǎng)的NMHCs特征國際機(jī)場(chǎng)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(jí)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:GDX502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(cè)器同時(shí)測(cè)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(cè)定零級(jí)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(cè)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21THC和NMHCs濃度的線性分析實(shí)驗(yàn)對(duì)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139721mg/m3，NMHCs的濃度范圍在062610mg/m3，THC和NMHCs的平均值分別為346mg/m3和233mg/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670%(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)。22NMHCs濃度的分布特征從180組數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)看，1、2、3號(hào)點(diǎn)位的NMHCs平均濃度分別為243mg/m3、275mg/m3和181mg/m3，結(jié)果顯示點(diǎn)位濃度213。從污染源分析，機(jī)場(chǎng)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(hào)點(diǎn)位離開飛機(jī)發(fā)動(dòng)地點(diǎn)略近，再加上2號(hào)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(hào)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(hào)點(diǎn)位受到機(jī)場(chǎng)航班起降時(shí)污染物排放的影響較2號(hào)點(diǎn)位小。3號(hào)對(duì)照點(diǎn)雖然處于距離較遠(yuǎn)的高爾夫球場(chǎng)，濃度相對(duì)1、2號(hào)點(diǎn)位低了許多，但也超過一些研究者提出的12mg/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?duì)照點(diǎn)處在高爾夫球場(chǎng)，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1011。23NMHCs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(hào)點(diǎn)的NMHCs濃度遠(yuǎn)高于3號(hào)對(duì)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(hào)點(diǎn)位的NMHCs五日濃度走勢(shì)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(shì)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(hào)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(shì)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NMHCs12。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。24NMHCs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(shì)圖(圖5)，發(fā)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)周邊點(diǎn)位的NMHCs濃度日變化趨勢(shì)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13:0015:00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(hào)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(duì)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(duì)照點(diǎn)3號(hào)點(diǎn)的NMHCs濃度不同于1、2號(hào)點(diǎn)位，有明顯上升趨勢(shì)，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1415。另外我們也還是發(fā)現(xiàn)各時(shí)段的濃度基本符合213的規(guī)律，1、2號(hào)點(diǎn)位由于機(jī)場(chǎng)區(qū)域污染物的影響，它們的NMHCs濃度明顯遠(yuǎn)高于對(duì)照點(diǎn)3號(hào)點(diǎn)的濃度。25與其他研究的比對(duì)參考其他針對(duì)機(jī)場(chǎng)、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(chǎng)的NMHCs濃度低于內(nèi)陸機(jī)場(chǎng)周邊區(qū)域NMHCs的濃度12，這可能與上海的氣候、地形、機(jī)場(chǎng)位置等眾多因素有關(guān)，比對(duì)還發(fā)現(xiàn)，機(jī)場(chǎng)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(shì)存在兩個(gè)高峰期，分別為8:0010:00和16:0018:00，日變化趨勢(shì)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(chǎng)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(chǎng)區(qū)域的NMHCs濃度日變化趨勢(shì)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(duì)機(jī)場(chǎng)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(hào)點(diǎn)的NMHCs平均濃度分別為243mg/m3、275mg/m3和181mg/m3。由于飛機(jī)逆風(fēng)滑行起飛，2號(hào)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(duì)照點(diǎn)3號(hào)點(diǎn)的NMHCs濃度在各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)中均低于1、2號(hào)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(chǎng)區(qū)域的NMHCs濃度日變化趨勢(shì)呈現(xiàn)“V”字型走勢(shì)，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(chǎng)區(qū)域的NMHCs濃度低于內(nèi)陸地區(qū)機(jī)場(chǎng)區(qū)域NMHCS的濃度。作為敞開式交通區(qū)域，機(jī)場(chǎng)區(qū)域的NMHCs濃度遠(yuǎn)低于封閉式隧道的NMHCs濃度。機(jī)場(chǎng)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(chǎng)區(qū)域NMHCs濃度的日變化趨勢(shì)不同于城市“M”字型的特征趨勢(shì)，呈現(xiàn)“V”字型趨勢(shì)。