國際機場的NMHCs特征范文

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《環(huán)境與發(fā)展雜志》2015年第七期

1試劑、儀器和方法

實驗用試劑:甲烷/丙烷混合標(biāo)準(zhǔn)氣體;高純氮氣;零級空氣;氫氣，空氣。實驗用儀器:雙柱雙FID安捷倫7890A(配備自動進樣器)。總烴柱:玻璃微球填充柱，60/80，3mx’/8’’甲烷柱:GDX－502填充柱，60/80，3mx’/8’’本實驗采用自動進樣器自動進樣，雙柱雙FID檢測器同時測定樣品中的總烴和甲烷濃度，兩者的差值為NMHCs的濃度，實驗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，實驗室除繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線外，并用甲烷/丙烷標(biāo)準(zhǔn)氣體進行校正。

2結(jié)果與分析

2．1THC和NMHCs濃度的線性分析實驗對180組數(shù)據(jù)中的THC和NMHCs的濃度值進行統(tǒng)計，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)計看，1、2、3號點位的NMHCs平均濃度分別為2．43mg/m3、2．75mg/m3和1．81mg/m3，結(jié)果顯示點位濃度2＞1＞3。從污染源分析，機場NMHCs的主要來源是飛機滑行階段的燃油排放所致［8］，另外附加一些飛機維修、保養(yǎng)時所需的溶劑類產(chǎn)品。采樣點2的濃度略高于1，因為飛機起飛需要逆風(fēng)滑行起飛，2號點位離開飛機發(fā)動地點略近，再加上2號點位處于下風(fēng)向，飛機滑行起飛時的污染物排放順風(fēng)向南，而1號點位處于上風(fēng)向，雖然不排除其它因素的影響，但可以看到1號點位受到機場航班起降時污染物排放的影響較2號點位小。3號對照點雖然處于距離較遠的高爾夫球場，濃度相對1、2號點位低了許多，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，究其原因可能是因為對照點處在高爾夫球場，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號點的NMHCs濃度遠高于3號對照點，與之前整體統(tǒng)計的結(jié)果一致。研究發(fā)現(xiàn)在冬季，1、2、3號點位的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關(guān)系。而從1、2、3號點位夏季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之所以與氣溫的負關(guān)系如此密切，是因為氣溫升高導(dǎo)致NMHCs的活性增強，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，進一步加劇了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的風(fēng)速，更有利于大氣污染物的迅速擴散。

2．4NMHCs濃度的日變化特征實驗共采集樣品數(shù)量180個，3個點位每天采樣6次，每個時間點每個點位共采集10個數(shù)據(jù)，我們?nèi)∑淦骄道L制日變化趨勢圖(圖5)，發(fā)現(xiàn)機場周邊點位的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，首先是因為在白天，光照越是充足的情況下，NMHCs會參與到光化學(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、溫度最高的時段，NMHCs的光化學(xué)反應(yīng)在午后達到最強，消耗也最大，這也解釋了14:00時1、2號點位的NMHCs濃度都達到最低的原因。其次因為夜間在航班照常營運的情況下，大氣穩(wěn)定度相對于白天增加，污染物擴散能力低，造成了了NMHCs的積累［13］。同時，我們發(fā)現(xiàn)14:00時對照點3號點的NMHCs濃度不同于1、2號點位，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)各時段的濃度基本符合2＞1＞3的規(guī)律，1、2號點位由于機場區(qū)域污染物的影響，它們的NMHCs濃度明顯遠高于對照點3號點的濃度。

2．5與其他研究的比對參考其他針對機場、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)虹橋國機場的NMHCs濃度低于內(nèi)陸機場周邊區(qū)域NMHCs的濃度［12］，這可能與上海的氣候、地形、機場位置等眾多因素有關(guān)，比對還發(fā)現(xiàn)，機場區(qū)域的NMHCs遠低于隧道內(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］。機場建設(shè)區(qū)域因為避開鬧市及居民區(qū)，車流量比較平均，因此受人類高峰活動影響少，因此機場區(qū)域的NMHCs濃度日變化趨勢并沒有在10:00和18:00時段出現(xiàn)峰值情況。

3結(jié)論

實驗在針對機場區(qū)域NMHCs濃度特征的研究時發(fā)現(xiàn)，總碳氫化合物中67%的物質(zhì)為非甲烷烴，且它們線性關(guān)系良好。1、2、3號點的NMHCs平均濃度分別為2．43mg/m3、2．75mg/m3和1．81mg/m3。由于飛機逆風(fēng)滑行起飛，2號點離準(zhǔn)備起飛的飛機較近，加之下風(fēng)向的因素，其NMHCs濃度最大。對照點3號點的NMHCs濃度在各項統(tǒng)計中均低于1、2號點，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)也是快速擴散和稀釋NMHCs的主要因素。機場區(qū)域的NMHCs濃度日變化趨勢呈現(xiàn)“V”字型走勢，于午后達到最低值，深夜達到峰值，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場區(qū)域的nmhcs濃度低于內(nèi)陸地區(qū)機場區(qū)域NMHCS的濃度。作為敞開式交通區(qū)域，機場區(qū)域的NMHCs濃度遠低于封閉式隧道的NMHCs濃度。機場區(qū)域遠離居住區(qū)，受人群上、下班高峰活動影響少，因此機場區(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。

作者：吳海 單位：上海市閔行區(qū)環(huán)境監(jiān)測站