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大兴安岭典型乔木树种燃烧排放非甲烷总烃(NMHCs)的特性
【目的】揭示不同树种燃烧排放非甲烷总烃(NMHCs)的特性,对计算不同森林类型火灾发生过程中的NMHCs总排放量、评估对大气环境和人类健康的影响有重要意义。【方法】以大兴安岭地区典型树种兴安落叶松、樟子松、白桦、蒙古栎和山杨的枝、叶和皮为对象,运用生物质模拟燃烧装置,实测分析5个树种不同燃烧状态下释放NMHCs的排放因子。烟气收集用ASP-DC-1.2型电动采样泵; NMHCs测定用Entech 7100预浓缩系统和Agilent 7890 A/5975型色谱-质谱(GC-MS)联用仪,标准气体为美国Spectra Gases Inc.的57种非甲烷烃混标。【结果】1)共检测出48种NMHCs,其中烷烃19种、烯烃15种、芳烃14种。排放因子最大的10种化合物占总NMHCs排放因子的80.86%,其中异丁烷排放因子最高,占比超过总量的1/3; 2)各类化合物的排放因子(mg·kg-1)范围是:烷烃从樟子松的359.88±101.43到蒙古栎的756.54±205.47,烯烃从白桦的285.02±71.19到兴安落叶松的358.72±92.60,芳烃从樟子松的133.24±33.96到山杨的183.48±48.10; 3) 5个树种NMHCs平均排放因子(mg·kg-1)明燃状态为739.81±214.54,阴燃状态为1 284.91±405.72; 4)叶、枝、皮平均排放因子(mg·kg-1)分别为1 089.26±451.94、918.44±237.80、1 029.39±413.84; 5)蒙古栎、兴安落叶松、山杨、白桦和樟子松NMHCs排放因子分别为1 259.18±331.49、1 111.56±248.53、1 019.17±270.76、889.05±235.58、782.86±309.07 mg·kg-1; 6) 5个树种的平均臭氧生成潜势为3.678 g·kg-1,烷烃、烯烃和芳烃的臭氧生成潜势分别占总量的16%、73%和11%。【结论】大兴安岭地区5个典型树种燃烧排放3类(烷烃、烯烃、芳烃)共48种非甲烷烃,其中异丁烷的排放因子最高,烯烃臭氧生成潜势最高。非甲烷总烃排放量与燃烧状态相关,阴燃条件下燃烧效率整体较低,NMHCs排放因子显著大于明燃;不同生物质之间的碳含量无显著差异,故NMHCs排放因子未表现出极显著差异,但NMHCs排放因子影响因素众多,导致不同树种燃烧非甲烷总烃平均排放因子不尽相同,顺序为蒙古栎>兴安落叶松>山杨>白桦>樟子松;叶和皮的NMHCs平均排放因子略大于枝。
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林业科学
2020年12期
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