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臭氧耗损物质(ODS)由于对大气平流层臭氧的损耗作用及一定的温室效应成为全球环境问题中重要的化学组分。中国作为最大的第五条款国家,在ODS的生产使用和排放,以及淘汰ODS的进展等方面一直受到全球关注。但是迄今为止,我国关于大气中ODS浓度水平的监测研究十分有限,同时更加缺乏关于ODS排放量的估算工作。
本研究针对ODS大气浓度水平低的监测难点,采用不锈钢罐采样,经过预浓缩仪三级冷阱预处理并富集大气样品,并在GS-MSD系统扫描分析样品时采用选择离子扫描模式(SIM),将方法检测限降至20pptv左右,从而满足了对ODS的监测分析要求。
通过分析2004年10月及2006年7月广州区域大气中ODS的观测数据,将各物种的浓度水平与世界其他城市浓度值及全球背景浓度进行比较,同时结合风场信息与各物种生产消费特点,对浓度变化趋势及特征进行了分析。发现东莞站点各ODS大气浓度明显关于其它站点及世界其它城市浓度水平;在广州省站,受到蒙特利尔议定书限制的CFC-11、CFC-12、CFC-113、CFC-114、CH<,3>CCl<,3>和CCl<,4>这六个物种的平均浓度均在全球背景值的两倍以下;HCFC-22 作为CFC-12的替代物,平均浓度超过300pptv,超过其全球背景浓度3.5倍以上;CH<,2>Cl<,2>和CH<,3>Cl平均浓度超过1000pptv,CCl<,2>=CCl<,2>和CHCl=CCl<,2>平均浓度也在200pptv以上,各种氯代甲烷及氯代烯烃的浓度水平很高。
同时,本研究使用ODS大气浓度数据,利用ODS与CO浓度变化之间的相关性,结合CO排放清单,估算得到主要ODS物种排放量。研究中发现,对于CHCl<,2>CH<,2>Cl、CHCl=CCl<,2>、CH<,3>CCl<,3>和CH<,2>Cl<,2>等物种,△ODS与△CO相关性较好,估算结果较为可靠;而CFC-12、CFC-113、CCl<,4>、CH<,3>Br和CH<,3>CH<,2>Cl五个物种的△ODS与△CO相关性较差,在估算排放量时需要注意误差。同时,将该方法的估算结果与使用传统生产消费清单估算的结果比较,证明该方法是可行及有效的。
通过使用ODS大气浓度数据进行估算,得到2004年广东省及珠江三角洲ODS的排放总量分别为50276吨和18437吨。CH<,2>Cl<,2>和CHCl=CCl<,2>两者合计的排放量达到了议定书受限六个物种的排放量总和的7倍,而HCFC-22的排放量也接近议定书受限六个物种的排放量总和的2倍。
综合看来,东莞站点由于工业生产集中,浓度水平明显高于其它站点。而在省站观测点,议定书受限六个物种的大气浓度和排放量均处于较低水平,含氢氟氯烃作为CFC替代物浓度水平及排放量较高,氯代烷烃和氯代烯烃由于不受议定书的控制,浓度水平及排放量很高。