园林植物释放挥发性有机物动态变化特征及其效应研究

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:junior9919
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本研究以北京市常见的侧柏、雪松、矮紫杉、银杏、北京丁香、月季等6种园林植物为研究对象,采用动态顶空套袋法采集、热脱附-气相色谱-质谱联用技术(TCT-GC-MS)分析鉴定其植物挥发性有机物的组成及相对含量、月动态及日动态的变化特征。通过查阅文献和资料筛选出对人体有益的BVOCs,对比分析6种植物释放有益BVOCs成分的相对含量和种类数量。同时引入FAC系数法,计算6种园林植物挥发性有机物生成二次有机溶胶(SOA)潜势。最后分别从植物挥发性有机物对人体保健的正面影响及对大气环境的负面影响的两个角度对北京市主要园林植物做出科学评价,为北京市城市园林绿化树种的合理选择及科学配置提供理论依据。主要研究结果如下:(1)6种园林植物释放的BVOCs共鉴定出包含烯烃类、烷烃类、芳香烃类、醇类、醛类、酮类、酯类、有机酸类、醚类和其他类等9类化合物。侧柏释放133种、雪松释放114种、矮紫杉释放134种成分,3种针叶植物释放BVOCs的类别之间相对含量差异明显。银杏释放105种、北京丁香释放111种、月季释放118种成分,3种阔叶植物释放BVOCs的类别之间相对含量分布相对均等。(2)6种园林植物的挥发性有机物月动态变化特征为:侧柏、雪松中烯烃类化合物相对含量呈持续增加的趋势,表现为11月>10月>9月>8月>7月;矮紫杉中醇类化合物大体呈逐渐降低的趋势;银杏中烷烃类变化呈“两峰两谷”型趋势,8月相对含量高于其他3个月,醛类化合物呈“单峰”型变化,7、8月相对含量高于9、10月;北京丁香中烯烃类化合物呈逐渐增加的趋势,醇类与之相反,每月依次降低;月季中酯类呈“两峰两谷”型变化,7、10月相对含量高于其他3个月,醇类变化与酯类相似,7月、9月高于其他月份。(3)6种园林植物的挥发性有机物日动态变化特征为:侧柏和雪松中烯烃类化合物相对含量呈“两峰三谷”型变化,下午相对含量高于上午;矮紫杉中醇类化合物呈“单峰”型变化,上午相对含量高于下午;银杏中烷烃类呈“单谷”型变化,13:00相对含量最低,上午高于下午,醛类化合物呈“两峰两谷”型变化,下午相对含量高于上午;北京丁香烯烃类化合物相对含量呈“两峰两谷”型变化,早晚高于其他时段,醇类化合物与之相反,早晚低于其他时段,整体呈“单峰”型变化;月季中酯类呈“单峰”式变化,13:00相对含量最高,烯烃类化合物无明显变化趋势。(4)选取生长季典型月份(7月)进行对比分析,针阔叶植物释放有益BVOCs的组分及相对含量表现出种间差异性。6种园林植物释放有益BVOCs共包括烯烃类、醇类、醛类、酮类、酯类和其他类共6个类别,各植物有益BVOCs占总BVOCs相对含量的大小排序为雪松(86.88%)>侧柏(82.03%)>月季(74.11%)>北京丁香(58.44%)>银杏(50.64%)>矮紫杉(30.51%)。针叶植物中侧柏、雪松主要释放有益烯烃类化合物,相对含量分别为77.59%、71.61%;矮紫杉中有益醛类占比最高(12.92%)、有益烯烃类次之(7.77%);3种针叶植物共有成分为(+)-α-蒎烯、(+)-柠檬烯、β-水芹烯、β-石竹烯等7种。阔叶植物中均以有益醇类、醛类、酯类化合物比较丰富:相对含量占比为银杏(34.91%)、北京丁香(41.83%)、月季(55.98%);3种阔叶植物共有成分为(+)-α-蒎烯、(+)-柠檬烯、罗勒烯、顺-3-己烯-1-醇等6种。(5)6种园林植物中,侧柏、雪松、银杏和北京丁香挥发性有机物产生的二次有机气溶胶浓度最大值均出现在7月,且呈逐渐降低的变化趋势;矮紫杉、月季挥发性有机物产生的二次有机气溶胶浓度最大值分别出现在8月、10月,二者分别呈“单峰”、“两峰两谷”式变化。日变化均呈先增大后降低的“单峰”式变化,除矮紫杉SOA浓度最大值出现在16:00-17:00,其余5种园林植物挥发性有机物生成SOA浓度均在13:00-14:00达到峰值。综合考量植物释放有益挥发性有机物的保健功效以及生成二次有机气溶胶潜势的相关特性,除道路绿化外的绿地与公园等适宜种植侧柏、雪松2种烯烃类挥发物释放较高的树种。矮紫杉由于其主要挥发性成分1-辛烯-3-醇对蚊子等吸血昆虫有广谱引诱作用,不适宜作为能够直接接触游客的观赏植物大面积栽植。银杏、北京丁香和月季等阔叶植物释放有益醛类、酯类和醇类化合物相对含量较高,可以利用芳香特性营造康复景观,如保健植物园等,调节人体身心健康。
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