城市植物挥发性有机化合物排放与臭氧相互作用及其机制

近地面臭氧(O₃)已成为继PM_2.5后影响我国空气质量的一种重要二次污染物。随着氮氧化物浓度的持续下降和气候变暖的加剧,城市O₃的形成对挥发性有机化合物的浓度更加敏感。近年来城市绿色空间显著增长,植物源挥发性有机化合物(BVOCs)排放和浓度逐年增加。针对BVOCs与近地面O₃之间复杂的交互作用,从植物BVOCs的特性与作用出发,综述了不同因素尤其是O₃浓度增加对树木生理状态及BVOCs排放速率的影响,定量分析了已有研究中O₃对不同植物异戊二烯和单萜烯排放速率的影响,以及BVOCs对O₃形成的贡献,总结了BVOCs与O₃相互作用研究领域存在的不足。未来亟需加强的研究包括：(1)城市树种BVOCs排放因子的实测,建立物种的排放速率数据库,优化模型参数,提升精细尺度BVOCs排放量估算模型精度;(2)多种环境因子,比如污染物浓度、温湿度等对城市植物BVOCs排放的交互作用和综合影响的研究;(3)植物BVOCs对O     

大气二氧化碳和臭氧浓度升高对植物挥发性有机化合物排放影响的研究进展

对流层大气中CO₂和O₃浓度变化可对植物挥发性有机化合物(VOCs)的排放产生一定影响,而植物VOCs具有很高的化学活性,可影响低层大气的化学组成,促进光化学污染的形成,对温室效应和全球变化具有潜在的影响.文中总结了大气CO₂和O₃浓度单独及复合作用对植物VOCs排放规律的影响,并对今后植物VOCs排放规律及多重环境胁迫下城市树木VOCs释放机制的研究进行了展望.     

藻类挥发性有机化合物研究进展

在水域生态系统中, 藻类释放的挥发性有机化合物(VOCs)种类众多, 主要有萜烯类、醛类、醇类、酯类、酮类、脂肪族烃、芳香族、硫化物和卤化物。这些VOCs通过不同的次生代谢途径形成, 可为多种环境因素所诱导产生。在逆境胁迫下, VOCs具有提高藻细胞抗逆性的作用。当VOCs释放到水体中后, 可为同种藻细胞传递胁迫信息, 使感受细胞做好防御准备。对于异种藻细胞, VOCs通过化感作用抑制其生长, 从而保证VOCs释放者的竞争优势。此外, VOCs还可驱避捕食者, 保护藻细胞免受伤害。未被感受者利用的VOCs经挥发进入大气层后, 会参与水域上空二次有机气溶胶的形成。通过对藻类VOCs的种类、形成途径、诱导释放因素及其生态作用进行综述, 以期对藻类VOCs的研究有所帮助。     

挥发性有机化合物(VOCs)采样方法的研究进展

对近年来国内外挥发性有机化合物（VOCs）采集方法的研究进展进行了综合和概括。对VOCs几种主要的采样方法包括顶空收集法、液液萃取法、超临界流体萃取、吸附剂收集法、吹扫捕集法、画相微萃取等技术进行了阐述和比较,提出应根据实验材料的特性选择合适的采样方法,旨在为应用VOCs的采集方法及相关研究提供参考和借鉴。     

陆地生态系统植物挥发性有机化合物的排放及其生态学功能研究进展

综述了国内外生物源挥发性有机化合物 (Biologicalvolatileorganiccompounds, BVOCs) 研究现状及未来的研究方向, 侧重介绍了陆地生态系统中植物排放BVOCs的种类、生物学功能及其对大气化学过程的影响。BVOCs按其化学结构以及在大气中的滞留时间可以分为 4类 :异戊二烯、单萜、其它活性BVOCs和其它次活性BVOCs。不同的植物类群排放不同的BVOCs种类并具有不同的排放特性, 环境条件对植物不同BVOCs的排放影响也不同。BVOCs作为有机物质被排放到体外, 从植物能量代谢的角度来讲要消耗一部分植物光合作用产物从而降低植物的生产力, 因此推测植物排放BVOCs具有一定的生理学或者生态学的功能。其中比较成熟的假说是抗热胁迫假说, 其次是抗氧化假说, 也有一些其它假说例如促氮同化假说等。但这些假说都还缺乏直接的有力证据, 有待更多的研究来支持。BVOCs被排放到大气中对大气化学过程的影响更是科学家关注的问题, BVOCs对大气的影响一方面是在大气对流层中促进臭氧 (O3 ) 的形成, 造成环境污染, 另一方面BVOCs通过对大气中的OH自由基和臭氧等氧化物浓度的调整而影响到大气中甲烷等温室气体的平衡, 对大气温室效应具有间接的贡献。我国在BVOCs的研究上也做了大量的工作, 包括分析鉴定了一些植物排放的BVOCs, 探讨了环境因子对植物BVOCs排放速率的影响, 从不同尺度估测了BVOCs的排放量等等。今后对BVOCs的研究将会集中在以下几个方面 :1) 进一步研究不同植物类群释放的BVOCs种类及其它们在大气中的理化性质 ;2 ) 继续探讨植物排放BVOCs的合成与代谢途径及其生物学功能 ;3) 研究BVOCs对大气化学过程的作用, 以及区域植被变化对BVOCs排放格局进而对区域乃至全球环境变化的影响 ;4 ) 加强对一些研究比较薄弱的生态系统例如在热带地区所进行的BVOCs研究工作 ;5 ) 进一步建立和完善BVOCs排放的理论模型, 以模拟不同陆地生态系统BVOCs排放的时空动态。     

挥发性有机化合物(VOCs)对IVF实验室影响的研究进展

体外受精-胚胎移植技术已成为当今治疗不育症的主要手段,为取得令人满意的临床妊娠率,体外受精(IVF)实验室的空气质量控制成为生殖助孕工作者关注的重点。胚胎培养室的挥发性有机化合物(volatileorganiccompounds,VOCs)含量对配子-胚胎发育的影响至关重要,体外胚胎对VOCs的耐受能力差,其含量超过一定界限时则会对配子和胚胎造成影响。本文概述了IVF实验室VOCs的来源,VOCs的生殖毒性,VOCs的测定方法以及胚胎培养室内VOCs的控制途径等,旨在更严格的进行IVF实验室的空气质量控制,尽可能杜绝VOCs的污染,提高IVF的成功率。     

植物挥发性有机物合成研究进展

植物挥发性有机物与人类生产和生活密切相关。在农业研究方面,植物挥发性有机物具有吸引传粉昆虫,抵御生物和非生物胁迫,介导作物之间信息交流,赋予果实特征风味等重要作用。综述了萜类化合物、苯/苯丙烷类化合物、脂肪酸衍生物和氨基酸衍生物等4类挥发性有机物的合成研究现状,并提出了今后应开展的工作与方法,旨在为进一步开展本领域研究提供有用信息。     

鬼臼毒素药源植物及其资源

鬼臼毒素属于木脂素类化合物中的芳基萘类,是一类重要的、具有一定的抗肿瘤和抗病毒活性的天然产物,能够产生鬼臼毒素类化合物的植物受到各国学者的关注。本文对近年来这类植物的形态、生境、化学成分及其内生菌代谢产物的研究进行了回顾。     

冷蒿挥发性有机化合物主要成分分析及其地上部分结构研究

冷蒿(Artemisia frigida)挥发性有机化合物(volatile organic compounds, VOCs)具有特殊气味, 在植物受损伤时, 此气味会更加浓烈。该文通过对未损伤与损伤冷蒿VOCs成分分析、地上部分结构观察, 初步揭示了冷蒿VOCs释放与结构之间的关系。结果表明, 未损伤冷蒿VOCs主要含有22种化合物, 其主要成分是莰烯(14.27%)、(E)-乙酸-3-己烯酯(10.85%)、对-伞花烃(9.05%)、桉树脑(39.80%)、α-萜品醇(10.04%)、β-萜品醇(2.48%)、樟脑(5.66%)和(R)-(-)-对薄荷-1-烯-4-醇(3.84%)。损伤较未损伤冷蒿VOCs增加了12种物质, 其中相对含量大于1%的化合物分别为顺-3-己烯醛(1.15%)、2-己烯醛(1.34%)、顺-牻牛儿醇(2.66%)、冰片(4.47%)、(1R,4R)(+)-对-薄荷-2,8-二烯(9.15%)、乙酸冰片酯(1.37%)和4(14), 11-桉叶双烯(1.30%)。冷蒿叶片中栅栏组织发达, 叶柄内具有2-3处栅栏组织, 并且栅栏组织中都具有发达的气室, 同时气室与气孔相连。因此, 损伤较未损伤冷蒿VOCs种类和浓度增多的原因可能为: 冷蒿VOCs合成后大量储存于气室中, 当叶片损伤时, VOCs大量释放出来, 同时合成释放一些新的VOCs, 致使损伤冷蒿VOCs种类和浓度增加。     

植物挥发性物质及其代谢工程

植物挥发性物质在植物之间和植物与昆虫间的化学通讯中起着重要作用.有关这些次生物质的生物合成、代谢调控、生理功能以及与环境相互作用的研究近十多年来取得了重要进展.迄今为止,已经有3 0多种植物挥发性物质的合成酶基因被克隆.这些基因调控着植物萜类、芳香化合物、脂肪酸衍生物这三大类主要挥发性物质的生物合成.由于潜在的应用价值,近几年该领域颇受注目,特别是应用基因工程技术设计植物释放特殊气味物质,诸如特定的驱避剂或者其它控制植物或昆虫行为的特殊气味乃至与人类健康相关的药用气味物质.该文就植物挥发性物质的生物合成、生理和生态功能以及基因工程方面的研究进展作一概述.     

大气二氧化碳浓度增加对木本植物BVOCs释放的影响

植物挥发性有机化合物(biogenic volatile organic compounds,BVOCs)在近地表臭氧和二次有机气溶胶生成中有重要作用,而大气CO2浓度上升对植物BVOCs释放有显著影响。利用Meta-analysis方法对已发表的数据进行整合分析发现:(1)总体而言,大气CO2浓度增加会导致不同木本植物(常绿与落叶) BVOCs释放降低;(2)就不同木本植物BVOCs释放而言,大气CO2浓度增加主要导致落叶植物BVOCs释放速率降低,而常绿植物则以增加为主;(3)就植物释放BVOCs种类而言,大气CO2浓度增加显著降低异戊二烯的释放速率,对单萜烯释放速率则无显著影响。结果可为阐明陆地生态系统BVOCs释放对全球CO2浓度增加的响应提供依据。     

沈阳市四种乔木树种BVOCs排放特征

采用热解析与气相色谱联用技术对沈阳市4种主要乔木树种--银中杨、垂柳、榆树和皂角的BVOCs排放特征进行了观测.实验发现,不同树种排放BVOCs的组成情况明显不同,银中杨和垂柳以释放异戊二烯为主,且二者的BVOCs排放速率明显高于其他树种;榆树和皂角以释放柠檬烯为主.4种乔木树种BVOCs的释放具有显著的日变化和季节变化规律,各树种的BVOCs排放速率日变化曲线多表现为单峰型,排放高峰一般出现在中午或下午,且夜间几乎均不排放异戊二烯.季节变化趋势主要表现为夏季最高,春、秋季较低.     

Health risk assessment of volatile organic compounds in urban areas

The atmosphere is the first medium containing hazardous compounds entering the living environment. Metropolitan areas contain many industrial complex areas with high emissions of volatile organic compounds (VOCs), and consequently also large-scale exposure groups. As respiration is the most important part of the human exposure pathway, the atmosphere should be treated with greater importance than other media. It is therefore very important to monitor the emission of hazardous air pollutants (HAPs) and measure the concentration of VOCs in the atmosphere of such areas. It is essential to establish basic measures in order to protect public health as part of overall national safety management. This study utilized the national air pollution monitoring network data from Seoul, Incheon, and Gyeonggi, and investigated the differences in risk levels for humans considering various factors of the receptors, including gender and age. A total of 13 VOCs were categorized into carcinogens and noncarcinogens for risk assessment. The carcinogens 1,3-butadiene and benzene demonstrated a high level of cancer risk, ranging between 10^?4 and 10^?6, respectively. Noncarcinogens did not exceed Hazard Quotient (HQ) 1 in any area. The results will serve as important references for managing urban air environments and setting air quality standards.     

Antifungal effects of volatile organic compounds from the endophytic fungus Cryptosporiopsis ericae Cc-HG-7 isolated from Coptis chinensis Franch

In this study, 136 strains of endophytic fungi were isolated from the Chinese traditional medicinal plant Coptis chinensis Franch. Of these, 129 strains were classified into 12 different genera according to morphological traits and internal transcribed spacer (ITS) gene sequence analyses. Their antifungal activities were assessed against the following fungi: Magnaporthe oryzae, Pythium graminicola, Cylindrocarpon destructans, Fusarium oxysporum, Cercospora zeae-maydis, Sclerotinia sclerotiorum, Setosphaeria turcica and Botrytis cinerea. Fourteen endophytic strains were active against at least one of the selected fungi. The most active strain Cc-HG-7 identified as Cryptosporiopsis ericae displayed inhibition rates of 81.42% and 72.00%, respectively, against S. sclerotiorum and S. turcica in dual culture technique. The volatile antifungal compounds were identified using headspace solid-phase microextraction, followed by gas chromatography mass spectrometry to investigate the potential biocontrol mechanisms of strain Cc-HG-7. The results suggested that the strain Cc-HG-7 could be a potential agent for the biological control of S. sclerotiorum and S. turcica.     

植物源VOCs及其对陆地生态系统碳循环的贡献

综述了近20a来国内外关于植物源VOCs的研究进展。分析了植物源VOCs主要组成成分、生理-生态基础,以及影响植物VOCs释放速率的主要因素。重点探讨了植物源VOCs对陆地生态系统碳循环的潜在重要性,提出一些值得关注的问题。     

Comparison of volatile organic compounds from uninfested and Monochamus alternatus Hope infested Pinus massoniana Lamb.

Monochamus alternatus is a destructive stem‐boring herbivore of Pinus massoniana, and the principal vector of pine wood nematode. To investigate the impacts of boring by M. alternatus larvae on the emission of volatile organic compounds (VOCs) from their host trees, the VOCs from uninfested and M. alternatus larvae infested P. massoniana trees were observed using a gas chromatograph–mass spectrometer. We detected 12, 9, 18 and 14 volatile organic compounds from infested xylem, infested phloem, uninfested xylem and uninfested phloem, respectively. In P. massoniana xylem, the boring of M. alternatus larvae induced cyclosativene, and inhibited 4‐carene, humulene, styrene, α‐phellandrene, β‐myrcene, β‐phellandrene and γ‐terpinene. The relative amounts of camphene, copacamphene, longicyclene, longifolene, tricyclene and α‐longipinene were significantly increased, and the relative amounts of α‐pinene and β‐pinene were significantly decreased by the boring behaviors of M. alternatus larvae. In P. massoniana phloem, the boring of M. alternatus larvae induced 2‐bornanone, copacamphene, longicyclene and α‐longipinene, and inhibited 2‐carene, 4‐carene, styrene, α‐phellandrene, β‐myrcene, β‐phellandrene, β‐pinene, γ‐terpinene and ο‐cymene. The relative amounts of camphene, caryophyllene and longifolene were significantly increased by the boring behaviors of M. alternatus larvae. The results indicate that the boring behaviors of M. alternatus larvae changed both the sorts and contents of the VOCs from P. massoniana trees.     

Amazonian biogenic volatile organic compounds under global change

Biogenic volatile organic compounds (BVOCs) play important roles at cellular, foliar, ecosystem and atmospheric levels. The Amazonian rainforest represents one of the major global sources of BVOCs, so its study is essential for understanding BVOC dynamics. It also provides insights into the role of such large and biodiverse forest ecosystem in regional and global atmospheric chemistry and climate. We review the current information on Amazonian BVOCs and identify future research priorities exploring biogenic emissions and drivers, ecological interactions, atmospheric impacts, depositional processes and modifications to BVOC dynamics due to changes in climate and land cover. A feedback loop between Amazonian BVOCs and the trends of climate and land‐use changes in Amazonia is then constructed. Satellite observations and model simulation time series demonstrate the validity of the proposed loop showing a combined effect of climate change and deforestation on BVOC emission in Amazonia. A decreasing trend of isoprene during the wet season, most likely due to forest biomass loss, and an increasing trend of the sesquiterpene to isoprene ratio during the dry season suggest increasing temperature stress‐induced emissions due to climate change.