夏季大氣VOCs對O3、SOA的潛在貢獻(xiàn)研究.pdf

1、綜合分析朔州市2014年、2015年的環(huán)境空氣質(zhì)量表明，2015年朔州市夏季（6月~8月）主要為臭氧（O3）污染，持續(xù)的O3污染天氣會嚴(yán)重威脅到當(dāng)?shù)厝藗兊纳眢w健康和生態(tài)環(huán)境。O3作為二次污染物，對其直接進(jìn)行研究存在一定困難，揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile Organic Compounds,VOCs）是O3和二次有機(jī)氣溶膠（Secondary Organic Aerosols,SOA）的重要前體物，故本研究以VOCs為主要研究對象，對朔

2、州市夏季環(huán)境空氣中的VOCs進(jìn)行了全天候的采樣，揭示其濃度特征，解析其來源，估算VOCs對O3和SOA的潛在貢獻(xiàn)，并基于正定矩陣因子分解模型（Positive Matrix Factorization，PMF）估算VOCs來源對O3和SOA生成的潛在貢獻(xiàn)，具體結(jié)論如下：
　　1.2015年朔州市環(huán)境空氣中總VOCs（以下簡稱TVOCs）的平均濃度為(102.93±35.90)μg·m-3，其中：芳香烴、烷烴、烯烴和炔烴的平均濃度分

3、別為：（53.52±17.67）μg·m-3、（41.74±15.62）μg·m-3、（6.53±5.16）μg·m-3和（1.14±0.91）μg·m-3，占TVOCs的比例分別為：51.99％、40.55%、6.34%和1.11%，朔州市VOCs以芳香烴和烷烴組分為主；正十一烷、正十二烷、正癸烷、對-二乙苯、1,2,4-三甲基苯、間,對-二甲苯、間-二乙苯、1,2,3-三甲基苯、鄰乙基甲苯和甲苯為VOCs中濃度最高的前十個化合物，其

4、濃度總和占TVOCs濃度的46.52%，整體表現(xiàn)為芳香烴類物種是環(huán)境空氣VOCs中的主要化合物，烷烴類化合物中正十一烷、正十二烷和正癸烷是主要物種。
　　2.TVOCs濃度的日變化呈雙峰型，早、晚高峰TVOCs濃度分別為135.14μg·m-3、95.92μg·m-3，峰值出現(xiàn)時段分別為：8:00－10:00、18:00－20:00，TVOCs谷值濃度為81.92μg·m-3，出現(xiàn)時段為16:00－18:00；芳香烴、烷烴、炔烴組

5、分的日變化特征與TVOCs日變化特征基本相似，烯烴濃度早高峰與谷值出現(xiàn)時間均較TVOCs的提前，主要與烯烴化學(xué)反應(yīng)活性強(qiáng)、大氣壽命短有關(guān)。
　　3.TVOCs的臭氧生成潛勢（Ozone Formation Potential,OFP）為443.85μg·m-3，其中芳香烴、烯炔烴、烷烴的總OFP的貢獻(xiàn)率分別為：76.66%、15.09%、8.26%，芳香烴為對OFP潛在影響最大的組分；綜合OH自由基消耗速率（LOH）與OFP得出：

6、芳香烴是VOCs中產(chǎn)生O3的關(guān)鍵活性組分；1,2,3-三甲基苯、1,2,4-三甲基苯、間，對-二甲苯、1,3,5-三甲基苯、間-二乙苯、丙烯、異戊二烯等為朔州市夏季環(huán)境空氣VOCs中產(chǎn)生O3的關(guān)鍵活性物種，控制這些物種的源排放，可有效降低光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生O3的濃度，有效防制光化學(xué)煙霧的產(chǎn)生。
　　4.TVOCs對SOA的潛在貢獻(xiàn)值為2.99μg·m-3，其中芳香烴、烷烴、烯烴對對總SOA生成的潛在貢獻(xiàn)率分別為85.82%、13.54

7、%、0.65%，芳香烴為對SOA潛在貢獻(xiàn)較大的組分。
　　5.正定矩陣因子分解模型（PMF）識別出環(huán)境空氣中VOCs主要有6個排放源，其分擔(dān)率由大到小依次為：機(jī)動車尾氣排放源26.09%、燃燒源22.03%、油品揮發(fā)源17.26%、溶劑使用源15.39%、植物排放源9.70%、液化石油氣/天然氣泄漏源9.52%。
　　6.VOCs來源對 O3的潛在貢獻(xiàn)由大到小為：機(jī)動車尾氣排放源25.78%、燃燒源23.55%、油品揮發(fā)源1

8、7.00%、溶劑使用源15.74%、植物排放源10.80%、液化石油氣/天然氣泄漏源7.14%；VOCs來源對SOA的潛在貢獻(xiàn)由大到小為：機(jī)動車尾氣排放源28.41%、燃燒源20.69%、油品揮發(fā)源18.29%、溶劑使用源17.01%、植物排放源8.80%、液化石油氣/天然氣泄漏源6.80%。
　　7.芳香烴類組分對TVOCs的濃度貢獻(xiàn)率最高，且是反應(yīng)產(chǎn)生O3和SOA的關(guān)鍵活性組分，富含芳香烴組分的機(jī)動車尾氣排放源和燃燒源是朔州市