三种农业秸秆及其烟尘中正构烷烃、正构脂肪酸的组成特征研究

【摘要】：生物质燃烧作为一个全球性问题,正日益受到普遍关注。生物质燃烧排放大量气溶胶,对全球大气环境、全球气候系统及生态系统的改变都会产生着重要的影响。每年我国农作物秸秆产生量约为6.5亿t,其中31.5%用作农村地区的炊事能源,25%在农田中就地焚烧。农田秸秆焚烧可以在短时间、有限范围内明显地影响空气中污染物的浓度,所输送的气态污染物和细小颗粒物对人体健康存在威胁。生物质燃烧排放出多种污染物,引起了较多的关注,很多学者估算了部分污染物的排放因子,但有关颗粒物中有机物组成方面的报道很少。正构烷烃和正构脂肪酸是城市大气气溶胶中一类重要的有机污染物,并且是生物质燃烧的指示物质之一,可用于大气颗粒物中的生物质燃烧排放贡献的定性识别和评估。在本次研究中我们不仅研究了三种秸秆(水稻秸秆、玉米秸秆和小麦秸秆)中正构烷烃、正构脂肪酸的组成特征,还采用燃烧炉在实验室模拟农作物秸秆田间露天焚烧,借助先进的表征测量系统手段,对三种秸秆(水稻秸秆、玉米秸秆和小麦秸秆)在明火焚烧和闷烧烟尘中产生的正构烷烃、正构脂肪酸两种化合物的含量和组成进行分析和比较,总结了同种秸秆在不同燃烧方式下以及同种燃烧方式下不同秸秆及其烟尘中正构烷烃、正构脂肪酸的含量和组成特点。主要结果如下： (1)秸秆中正构烷烃的含量是麦草稻草玉米秆,稻草和麦草均以C29为主峰,而玉米秆是以C31为主峰。麦草的CPI最高,稻草和玉米秸秆的CPI接近。秸秆中正构脂肪酸的含量是稻草玉米秆麦草,稻草和玉米秆中均以C16和C24为主峰,而麦草中以C16为主峰。 (2)秸秆明火燃烧烟尘中正构烷烃的含量是稻草麦草玉米秆,秸秆明火燃烧烟尘中正构烷烃分布模式为双峰型。麦草明火燃烧烟尘的CPI最高,其次是玉米秸秆,最后是稻草。秸秆明火燃烧烟尘中正构脂肪酸的含量是稻草玉米秆麦草,稻草和玉米秆明火燃烧烟尘中均以C16和C24为主峰,而麦草中以C16为主峰。 (3)秸秆闷烧烟尘中正构烷烃的含量是麦草稻草玉米秆,秸秆闷烧烟尘中正构烷烃分布模式为双峰型。麦草的CPI最高,其次是玉米秸秆,最后是稻草。秸秆闷烧烟尘中正构脂肪酸的含量是稻草玉米秆麦草,稻草和玉米秆闷烧烟尘中均以C16和C24为主峰,麦草闷烧烟尘中的正构脂肪酸表现为以C16为主峰。 (4)稻草、玉米秆和麦草闷烧烟尘中正构烷烃的含量分别是明火燃烧烟尘中的2.0-4.8倍、].3-4.5倍和10.3倍；稻草、玉米秆和麦草闷烧烟尘中正构脂肪酸的含量分别是明火燃烧烟尘中的2.6-11.1倍、2.8-4.3倍和5.2倍。 【关键词】：秸秆 燃烧 正构烷烃 正构脂肪酸 碳优势指数
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X51
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 生物质燃烧与空气污染8-10
• 1.2 秸秆焚烧现状10-12
• 1.2.1 秸秆焚烧来源污染物的时空分布10-12
• 1.2.2 秸秆焚烧来源污染物的污染水平12
• 1.3 大气颗粒物中污染物源示踪方法的研究现状12-13
• 1.4 正构烷烃的研究进展13-15
• 1.5 正构脂肪酸的研究进展15
• 1.6 研究目的和意义15-17
• 第二章 实验部分17-28
• 2.1 实验仪器及试剂17-19
• 2.1.1 试剂与仪器17
• 2.1.2 玻璃器皿与材料的准备17
• 2.1.3 标准溶液的配置17-19
• 2.2 样品提取条件19-20
• 2.2.1 样品提取19-20
• 2.2.2 层柱析的条件20
• 2.2.3 衍生的条件20
• 2.3 样品的采集与处理20-22
• 2.3.1 秸秆样品的采集与处理20-21
• 2.3.2 焚烧试验与烟尘采集21-22
• 2.3.3 样品中有机物的提取22
• 2.4 仪器测定条件22-25
• 2.4.1 GC分析条件22-23
• 2.4.2 MS分析条件23
• 2.4.3 精密度实验23-25
• 2.5 加标回收率25-27
• 2.5.1 正构烷烃的回收率25-26
• 2.5.2 正构脂肪酸的回收率26-27
• 2.6 秸秆含水量的测定27-28
• 第三章 秸秆中正构烷烃、正构脂肪酸的组成28-44
• 3.1 秸秆中正构烷烃的组成28-36
• 3.1.1 稻草中正构烷烃的组成28-32
• 3.1.2 玉米秆和麦秆中正构烷烃的组成32-35
• 3.1.3 三种秸秆中正构烷烃的比较35-36
• 3.2 秸秆中正构脂肪酸的组成36-44
• 3.2.1 稻秆中正构脂肪酸的组成37-39
• 3.2.2 玉米秆和麦秆中正构脂肪酸的组成39-43
• 3.2.3 三种秸秆中正构脂肪酸的比较43-44
• 第四章 明火燃烧烟尘中正构烷烃、正构脂肪酸的组成44-59
• 4.1 明火燃烧烟尘中正构烷烃的组成44-51
• 4.1.1 稻秆明火燃烧烟尘中正构烷烃的组成44-46
• 4.1.2 玉米秆、麦秆明火燃烧烟尘中正构烷烃的组成46-50
• 4.1.3 三种秸秆明火燃烧烟尘中正构烷烃的比较50-51
• 4.2 明火燃烧烟尘中正构脂肪酸的组成51-59
• 4.2.1 稻秆明火燃烧烟尘中正构脂肪酸的组成51-54
• 4.2.2 玉米秆、麦秆明火燃烧烟尘中正构脂肪酸的组成54-57
• 4.2.3 三种秸秆明火燃烧烟尘中正构脂肪酸的比较57-59
• 第五章 闷烧烟尘中正构烷烃、正构脂肪酸的组成59-74
• 5.1 闷烧烟尘中正构烷烃的组成59-66
• 5.1.1 稻秆闷烧烟尘中正构烷烃的组成59-61
• 5.1.2 玉米秆、麦秆闷烧烟尘中正构烷烃的组成61-64
• 5.1.3 三种秸秆闷烧烟尘中正构烷烃的比较64-66
• 5.2 闷烧烟尘中正构脂肪酸的组成66-74
• 5.2.1 稻秆闷烧烟尘中正构脂肪酸的组成66-69
• 5.2.2 玉米秆、麦秆闷烧烟尘中正构脂肪酸的组成69-72
• 5.2.3 三种秸秆闷烧烟尘中正构脂肪酸的比较72-74
• 第六章 秸秆及其烟尘中正构烷烃、正构脂肪酸的比较74-77
• 6.1 秸秆及其烟尘中正构烷烃的比较74-75
• 6.2 秸秆及其烟尘中正构脂肪酸比较75-77
• 主要结论77-79
• 参考文献79-86
• 作者简介86
• 硕士学位期间论文发表情况86-87
• 致谢87

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