广州市区大气VOCs的污染特征与来源解析

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大气挥发性有机物(VOCs)是大气中二次污染形成的关键前体物,研究城市地区大气VOCs的浓度组成变化,识别影响城市大气质量的关键活性组分,探索大气VOCs的主要来源和探讨大气中VOCs的化学行为,有助于人们理解我国大气复合污染的形成机制,有利于制定有效的控制对策。本文利用大气挥发性有机物监测系统-气相色谱-质谱联用仪在广州市区选取代表性月份对大气VOCs开展了一年的在线监测。分析了四季各代表月份VOCs的浓度变化特征与物种组成特征,对大气中VOCs进行了来源解析,使用基于光化学龄的参数化方法对大气中VOCs的化学消耗进行了量化计算,并比较了观测浓度与光化学初始浓度的PMF源解析结果的差异。广州市区在2016-2017年7月、10月、1月、4月观测到的TVOCs的平均体积分数分别为40.07?10-9、49.16?10-9、57.49?10-9、47.51?10-9,TVOCs浓度呈现冬高、夏季低的变化特征。浓度较高的优势物种有丙烷、正丁烷、乙烷、甲苯、异丁烷等物种。在物种的日变化分析中,与机动车尾气排放相关的物种往往会在早晚高峰时间出现峰值,说明机动车对该站点影响明显;而来源复杂的物种没有明显的日变化特征;异戊二烯在7月、10月和4月三个月份呈现出明显的单峰变化,而在1月由于气温较低、排放量较小导致其没有明显的日变化特征。在大气VOCs的活性分析中,芳香烃是对OFP贡献最大的物种类别,其次是烯烃和烷烃;OFP最大的几个物种分别为间/对二甲苯、甲苯、乙烯、邻二甲苯、丙烯等,它们均与燃料和机动车排放相关,因此优先控制机动车排放会是控制臭氧生成的有效途径。大气VOCs与传输的关系显示高浓度VOCs主要来自站点周边的局地排放,而10月部分存在传输作用的影响。PMF结果显示该站点VOCs存在6个主要来源,分别为机动车尾气源(45%)、LPG+汽油挥发源(23%)、燃料燃烧源(10%)、油漆和涂料源(9%)、其它溶剂源(11%)、植物排放源(2%)。从条件函数的分析中可以看出,燃料燃烧源和植物排放源受站点北侧的排放影响较大,而机动车尾气源、LPG+汽油挥发源和溶剂源均受东、西侧的排放影响更大。大气VOCs化学转化的量化表征表明挥发性有机物在大气中的化学消耗导致了排放浓度与观测浓度之间存在较大差异。且这种差异在VOCs的来源解析结果中有所体现,高活性物种对源解析结果的影响更大,源解析结果中各源排放因子对大气环境中VOCs的贡献率结果在考虑化学转化的影响前后有所不同。
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