【摘 要】
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水体富营养化导致的蓝藻爆发已成为我国和全球关注的热点水环境污染问题。蓝藻可释放大量挥发性有机物(VOCs),导致水体异味,还影响周边大气光化学反应。因此,研究蓝藻VOCs排放是了解局部特征生物源VOCs对区域大气环境影响的重要前提。目前有关藻源VOCs排放的研究缺乏。本研究选取巢湖西岸蓝藻富集区6个不同藻密度样点,于2019年7-8月份研究了不同蓝藻富集区水-气界面VOCs的组成特征、排放通量及其
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水体富营养化导致的蓝藻爆发已成为我国和全球关注的热点水环境污染问题。蓝藻可释放大量挥发性有机物(VOCs),导致水体异味,还影响周边大气光化学反应。因此,研究蓝藻VOCs排放是了解局部特征生物源VOCs对区域大气环境影响的重要前提。目前有关藻源VOCs排放的研究缺乏。本研究选取巢湖西岸蓝藻富集区6个不同藻密度样点,于2019年7-8月份研究了不同蓝藻富集区水-气界面VOCs的组成特征、排放通量及其大气光化学影响;结合不同条件下的室内培养试验(蓝藻种类、温度、光照、营养元素含量等),分析了影响蓝藻VOCs排放的因子及其作用特点。主要结论如下:(1)巢湖蓝藻富集区大气中共检测出46种VOCs,包括了非甲烷碳氢化合物(NMHCs)、含氧挥发性有机化合物(OVOCs)、卤代烃和挥发性有机硫化物(VOSCs)4大类;总VOCs(TVOCs)浓度为34.4±5.57μg/m~3,主要为OVOCs,占比48.6%;该地区大气VOCs的臭氧生成潜势(OFP)和气溶胶生成潜势(AFP)分别为57.9和0.3717μg/m~3。(2)蓝藻爆发期藻类排放的VOCs对区域环境有重要贡献,现场观测巢湖蓝藻富集区TVOCs水气交换通量平均值为81.2±20.6μg/m~2/h,主要为烷烃和芳烃;实验室观测蓝藻VOCs的排放量为112-96,614μg/m~2/h,主要的化合物是OVOCs(85.8-98.3%);不同生长期的蓝藻排放VOCs的组成上存在较大差异,稳定期和衰老期主要排放NMHCs,凋亡期主要排放OVOCs,TVOCs排放量衰老期大于稳定期。(3)实验室培养8株蓝藻共检出50种VOCs,VOCs的排放量为319-5153 ng/g;NMHCs、OVOCs、VOSCs和卤代烃四类化合物的占比分别为17.7%-68.1%、5.01%-47.1%、0%-72.1%和3.2%-10.1%;铜绿微囊藻(M.a)、惠氏微囊藻(M.w)和水华微囊藻(M.f)主要排放VOSCs,水华长孢藻(D.f)、水华鱼腥藻(An.f)、水华束丝藻(Ap.f)和色球藻(Ch.sp)主要排放NMHCs,浮颤藻(P.sp)主要排放NMHCs和OVOCs。(4)铜绿微囊藻VOCs的排放量会受到光照强度、温度和氮元素含量的影响,在最适温度(25℃)下光照强度越小TVOCs的排放量越小;在2000-4000 Lux光照强度下VOSCs和烯烃排放量随着光照强度增加而增大,而烷烃则相反;高温会促进铜绿微囊藻VOSCs的排放量;增加氮含量会使烯烃排放量增加,VOSCs和卤代物的排放量减少。
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