Vocus CI TOF市际间走航数据揭示了日常化学品VOCs与市区交通源和城区人口密度的相互关系

Volatile Chemical Products

Coggon, M. et al.
DOI: 10.1073/pnas.2026653118
Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021

Volatile Chemical Product (VCP) Emissions Enhance Ozone and Modulate Urban Chemistry

除了工业排放,我们所使用的日常生活使用的挥发性化学产品(VCP:volatile chemical products,例如香水、化妆品,洗涤剂等日常家庭用品),也是城区大气挥发性化学污染物的重要来源之一。实际上,已经有文献报道,在美国大城市的城区中,日用VCP所产生的挥发性有机物可以占到光化学前体污染物差不多一半的比重。在本文研究中,科学家利用搭配有TOFWERK CI-TOF质谱仪的移动实验室在美国和欧洲的多个城市,更加系统性的研究了VCP与交通源以及市区人口密度之间的相互关系。科学家们除了在美国和欧洲各进行了数千公里的走航监测之外,还在纽约市区部署了一台TOFWERK CI-TOF飞行时间质谱仪进行长期测量,以期获得市区详细的VOCs通量数据。

利用走航监测数据,科学家们清楚的展示了在上千公里尺度上,各城市周边区域内人为VOCs浓度呈显著提升,换而言之,大气污染物的‘城市热岛效应’。其中代表性的污染物不仅仅来自于市区常见的交通源(如苯和其他芳香烃)和日用品指标物D5-硅氧烷(常见的护肤品添加剂),同时还有单萜类物质。后者一般来自于植被排放,同时也是日用品中的常规香味添加剂。令人感到意外的是,纽约市区所产生的人为来源单萜类总量与一座同等占地面积的森林相当。

最后,基于走航和市区定点监测的VOCs数据,并结合WRF-Chem空气质量模型,科学家们给出了上述日用化学品(VCP)对于城区臭氧生成的贡献比例。众所周知,臭氧在发达国家和国内大型城市中形成的污染事件比例近年来在持续上升。对于业务部门,了解并控制臭氧前体物的来源和它们的贡献比例是精确防控臭氧污染的重要前提。本文中给出的结论是:日用化学品相关VOCs对文中的欧美大城市臭氧贡献比例超过一半!

文中使用中的TOFWERK CI-TOF质谱仪的分析优势如下:

  • 长距离走航检测中的仪器易用性和仪器性能稳定性
  • 对多种物种的半定量能力
  • 集成在仪器内部的自动标零和标定装置,保证了数据高准确率,在多台仪器的相互比较中均表现良好

TOFWERK的应用科学家们贡献了本文中欧洲境内的测量数据,同时在国内也积累了一万公里以上的连续走航数据。如果您对TOFWERK仪器在走航检测应用的适用性,和欧洲和国内的走航数据感兴趣,请与我们联系。

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