威海市秋季VOCs污染特征及来源解析

为探究威海市秋季挥发性有机物（VOCs）污染特征及来源,于2021年9月10—20日采用手工加密监测法对威海市秋季大气中VOCs进行监测,分析了气象因素对臭氧（O₃）及其前体物的影响和VOCs污染特征,并利用正交矩阵因子模型（PMF）方法对VOCs来源进行了研究。结果表明,威海市温度对O₃生成影响明显,尤其是高温、低湿、扩散较差气象条件下,有利于O₃前体物的反应消耗,促使O₃生成及累积。观测期间,威海市秋季φ（VOCs）平均值为47.84×10^-9,VOCs中体积分数占比最高的为含氧挥发性有机物（OVOCs）,占比为58.0%,其次为烷烃（21.6%）、卤代烃（10.2%）。O₃生成潜势（OFP）平均值为393.95μg/m³,对OFP的贡献占比最高的为OVOCs（74.1%）,其次为芳香烃（12.6%）、烷烃（7.0%）和烯烃（5.4%）。PMF源解析结果显示,机动车尾气排放源、工艺过程源、船舶尾气排放源和溶剂使用源是威海市秋季VOCs排放主要来源,贡献占比分别为30.4%,23.9%,21.1%,16.5%。控制机动车排放和工艺过程排放是控制威海市秋季VOCs污染的重要途径。     

中山市臭氧污染来源解析与敏感性分析

利用数值天气预报模式和嵌套网格空气质量预报系统的来源解析模块（WRF NAQPMS/OSAM）对中山市2019年9月1次臭氧（O₃）污染过程进行了模拟分析，并对O₃来源进行了解析。结果表明，WRF-NAQPMS/OSAM模型能较好地模拟出该时段的O₃浓度。此次污染过程区域传输对中山市O₃浓度贡献显著，平均贡献比例为82.9%，本地平均贡献比例为17.1%，对中山市O₃贡献最大的2个来源分别是溶剂源和交通源，平均贡献占比分别为43.0%和42.7%。另外，工业源的贡献也不可忽略，平均贡献占比为11.0%。中山市O₃总体上处于挥发性有机物（VOCs）控制区，结合臭氧生成潜势（OFP）分析和源解析结果，溶剂源、交通源和工业源排放的甲苯、间/对二甲苯、邻二甲苯、1，2，3-三甲苯、正丁烷和异戊烷对O₃形成贡献显著，是中山市O₃污染治理应注意的重要前体物。建议中山市建立以VOCs控制为主导，VOCs和氮氧化物（NO_X）协同控制的长期O₃防控策略。     

合肥市典型臭氧污染特征及成因分析

综合利用环境空气质量常规监测、挥发性有机物(VOCs)在线监测,以及后向轨迹聚类分析、权重潜在源区分析和正交矩阵因子分解法等多种监测分析方法,基于合肥市经历的一次典型臭氧(O₃)污染过程(2020年9月1—10日),系统分析了合肥市O₃污染的典型特征及成因。结果显示,此次污染过程的O₃小时平均浓度高达96 μg/m³,且O₃浓度波动较大,在9月6日13:00达到了224 μg/m³,呈现出快速生成、快速消耗的污染特征,并在夜间呈现出非典型的二次峰值过程。污染期间,合肥市基本处于VOCs控制区,芳香烃对O₃生成潜势的贡献最大(45.2%),其次是烷烃(31.8%)和烯烃(21.5%);污染阶段的VOCs主要来自机动车排放源(44.1%)、燃烧源(21.3%)、工业源(15.3%)、溶剂使用源(12.4%)和天然源(6.9%),累积阶段和污染阶段均受机动车尾气排放和溶剂使用的影响较大。此外,台风外围下沉气流和高温、低湿、低风速等气象条件是引发此次O₃污染过程的主要外因,而合肥市周边的高污染区域则是此次O₃污染过程的潜在外部源区。     

衡水夏季典型时段VOCs污染特征及O3污染过程分析

选取臭氧（O₃）污染高发的7月为夏季典型月，采用自动观测设备，从前体物VOCs的浓度水平及O₃生成潜势（OFP），前体物、气象因素与O₃相关性等多方面研究了衡水市O₃污染影响因素，并剖析了一次典型的O₃污染过程，以期为衡水市夏季O₃污染防治提供科学参考。研究结果表明：衡水市VOCs主要组分浓度占比为烷烃 > 烯烃 > 芳香烃 > 乙炔，主要组分对总OFP的贡献为烯烃 > 芳香烃 > 烷烃 > 乙炔；O₃与前体物VOCs、NO₂存在负相关性，与温度存在正相关性；相对湿度低于48%时，O₃和相对湿度呈负相关性，相对湿度高于48%时，O₃和相对湿度呈正相关性；气团中VOCs化学组成稳定性较低，平均VOCs最大增量反应活性（MIR）较低，为4.855gO₃/gVOCs；衡水市7月2—4日重度污染过程受本地生成和区域传输叠加影响。     

江苏省如东沿海化工园VOCs污染特征及健康风险评估

为研究江苏省如东沿海化工园大气环境中挥发性有机物（VOCs）污染特征，于2021年3月—2022年2月在园区年主导风向下风向空气超级站对VOCs进行连续观测，分析了VOCs时序浓度水平、环境影响程度，并对健康风险进行评价。结果表明：（1）研究期间，ρ（TVOC）为14.6~751.7 μg/m³，年均值为138.5 μg/m³，呈现夏低、冬高的季节特征，浓度高值时间段主要集中在07：00—09：00和19：00—21：00，其中烯烃占比最高；根据月均质量浓度排名筛选优控因子有乙烯、乙烷、丙烯腈、丙烷和二氯甲烷；（2）对臭氧（O₃）生成贡献关键活性物种为乙烯、间/对二甲苯、异戊二烯、乙烷和甲苯，其中乙烯占所有因子贡献率为90%以上；VOCs对二次有机气溶胶（SOA）的贡献相对于O₃有着明显的秋冬高、春夏低的季节特征，烯烃和芳香烃为主要贡献组分，关键活性物种为乙烯、间/对二甲苯、甲苯、甲基环己烷和环戊烷；（3）人体健康风险评价结果表明，27个因子对人体造成的非致癌风险在可接受范围内，其中苯、苯乙烯和1，3-丁二烯的致癌风险均在可接受水平内，但仍须关注夏、冬季卤代烃类排放水平以及冬季苯和1，3-丁二烯排放；综合环境影响指数（CEI）分析表明，烯烃依旧是园区重点关注的VOCs组分。     

南京市大气VOCs污染特征及来源解析

利用南京市2022年挥发性有机物（VOCs）在线监测数据,对VOCs污染特征、来源及对臭氧的影响进行了分析研究。结果表明：2022年南京市φ（TVOCs）年均值为25.1×10^-9,其中各组分占比为烷烃＞含氧挥发性有机物（OVOCs）＞氯代烃＞烯烃＞芳香烃＞炔烃。TVOCs及烷烃、烯烃和芳香烃的体积分数季节变化表现为冬季＞秋季＞春季＞夏季,φ（OVOCs）季节变化表现为夏季＞秋季＞春季＞冬季。烷烃、烯烃和炔烃日变化呈“双峰型”特征,芳香烃和氯代烃为“单峰型”。臭氧生成潜势（OFP）贡献总体表现为OVOCs＞烯烃＞芳香烃＞烷烃＞氯代烃＞炔烃,但冬季烯烃的贡献率最高。南京市臭氧生成的关键VOCs物种为乙醛、乙烯、丙烯、间/对-二甲苯和甲苯。正交矩阵因子分解结果显示,机动车尾气、生物质燃烧和工业生产是南京VOCs的主要来源;对南京臭氧生成贡献最大的VOCs来源为溶剂涂料使用和石化行业。     

石家庄夏季典型时段臭氧污染特征及来源解析

在石家庄臭氧(O₃)污染较重的7月,开展连续10 d(2018年7月6—15日),8次/d的加密监测,获得大气挥发性有机物(VOCs)苏玛罐样品数据及O₃在线监测数据,分析了采样期间O₃污染特征、VOCs组成及O₃生成潜势(OFP)特征,并对VOCs来源进行了研究。结果表明,采样期间O₃-3 h浓度最高为243 μg/m³,与相对湿度存在明显的反相关关系,与温度和风速存在良好的正相关关系。VOCs平均体积分数为(75.28±5.81)×10-9,各组分浓度所占比例为OVOCs>烷烃>卤代烃>烯炔烃>芳香烃>其他组分。各类VOCs中,OVOCs对OFP的贡献最大,占64.12%。作为光化学反应的中间产物,OVOCs的一次来源较少,表明二次污染物对石家庄大气O₃生成有重要贡献。从具体组分来看,OFP值排名前十的组分以OVOCs为主,其中最高的为甲基丙烯酸甲酯。采样期间,VOCs一次来源主要为汽油车和柴油车尾气排放,贡献率分别为38%与32%；溶剂使用、汽油挥发、生物排放分别占13%、11%、6%。VOCs主要受本地排放影响。     

2022年青岛市沿海区域臭氧污染特征及传输影响分析

基于2022年1—12月青岛市沿海区域臭氧（O₃）自动监测数据和气象观测资料,对O₃污染变化特征及影响因素进行了分析,结合后向轨迹聚类与潜在源区分析等方法,对O₃外来输送通道及潜在源分布情况进行分析研究。结果表明：青岛市沿海区域O₃污染主要集中在4—10月份,日变化特征呈单峰单谷趋势,峰值出现在15：00—16：00;气象因素中,地面短波辐射对O₃浓度变化的相对贡献最大,偏南风易导致O₃污染;受二氧化氮（NO₂）滴定作用以及海陆风转换影响,沿海区域O₃峰值与谷值均滞后青岛城区1 h左右;O₃生成整体处于VOCs控制区,1-丁烯、正丁烷与异戊烷是O₃污染期间导致O₃浓度上升的关键组分;O₃污染的主要潜在源区为长三角北部和黄海近岸海域,以及山东中南部地区。     

基于走航监测的珠海市金湾区夏秋季大气VOCs污染特征

于2021年夏、秋季利用单光子电离飞行时间质谱仪（SPI-MS）在珠海市金湾环境空气自动站（以下简称“金湾站”）周边开展挥发性有机物（VOCs）走航观测。结果表明,金湾站周边大气中总VOCs（以TVOC表示）质量浓度为11.7～203μg/m³（5%～95%分位值浓度）,平均值为104μg/m³。烷烃在VOCs组成中占比最高（39.7%）,其次为芳香烃（30%）和含氧含氮烃（13.9%）。2021年秋季（9—11月）为ρ（TVOC）的主要高值时段,且在10—11月,芳香烃和含氧含氮烃对TVOC的贡献显著升高。臭氧（O₃）生成贡献分析结果表明,烷烃和芳香烃对O₃生成的贡献最高,二甲苯、乙苯、三甲苯、甲苯、戊烷/异戊烷是珠海市O₃污染防治的优控VOCs物种,其对O₃生成的贡献高达56.0%。其中,戊烷/异戊烷主要来自金湾站周边的电子专用材料制造企业,二甲苯/乙苯主要来自周边的电线、电缆制造,橡胶、塑料制品生产企业。     

走航溯源耦合在线监测分析喷涂企业排放VOCs对大气臭氧污染的影响

选择某喷涂企业附近环境空气为采样点位,在3个监测时段（5、9、11月）基于成分监测车在线监测107种挥发性有机物（VOCs）,分析环境空气中VOCs污染特征和成分,结合走航监测车进行溯源分析,利用MCM模式结合敏感性实验研究了臭氧生成机制。结果表明：5月A时段的VOCs总浓度（247.43 μg/m³）高于其他2个监测时段（134.29、107.07 μg/m³）,体现了VOCs季节性的变化趋势;3个监测时段VOCs浓度均以含氧有机物为主,其占比分别为44.36%、55.30%和37.90%,其次为芳香烃和烷烃,但不同监测时段同类VOCs占比各不相同,体现了不同季节VOCs浓度的差异性。3个监测时段均排在浓度排名前10位的物种有6种,分别为乙醇、丙酮、对/间二甲苯、苯、二氯甲烷和甲苯,说明该监测点位存在稳定污染排放源。走航溯源监测获得空气点位及附近喷涂企业内VOCs浓度和成分特征,结果显示环境大气中的VOCs主要组分来自喷涂企业厂区使用的挥发性溶剂的排放和油性漆的挥发排放。研究臭氧生成潜势（OFP）可知,芳香烃的OFP值在3个监测时段占比最高,对臭氧生成贡献较高的物种主要有对/间二甲苯、甲苯等芳香烃,乙醇和甲基丙烯酸甲酯等含氧有机物,异戊二烯和丙烯等烯烃类物种。MCM模式结果显示：5月A时段监测期间的臭氧光化学生成速率大于9月B时段和11月C时段,O₃生成过程主要受甲基过氧自由基（CH₃O₂）+NO 和过氧化羟基自由基（HO₂）+NO 控制。相对增量反应敏感性实验结果显示：3个监测时段臭氧生成均处于VOCs控制区,5月A时段,控制异戊二烯、芳香烃类物种可以大幅减少臭氧的生成,9月B时段需主要控制芳香烃和含氧有机物的排放,11月C时段则需控制芳香烃物种的排放。就VOCs单体而言,3个监测时段减少对/间二甲苯的浓度,对臭氧生成影响较大。走航溯源耦合在线监测方法可以实现臭氧污染快速原位溯源。     

天津市臭氧污染特征与影响因素分析

2013—2015年,天津市臭氧(O_3)浓度整体呈下降趋势,污染状况略低于京津冀区域的其他城市。O_3浓度春、夏季高,冬季低,高值主要集中在5—9月,浓度从早上06:00开始升高,至中午14:00达到峰值。污染主要集中在中心城区、西部和北部地区,东部、南部和西南部地区污染相对较轻。O_3浓度在温度303 K以上、相对湿度70%以下或西南风为主导时较高。VOCs/NOx比值低于8,O_3的生成处于VOCs控制区。芳香烃类和烯烃类对天津市O_3生成贡献最大,其中,乙烯和甲苯为O_3生成潜势贡献最大的物种,其次为间/对二甲苯、丙烯、邻二甲苯、异戊二烯、反-2-丁烯、乙苯等,通过控制汽车尾气、化工行业及溶剂使用等对O_3生成潜势贡献大的VOCs排放源可有效控制天津市O_3污染。     

VOCs走航观测在城市污染源排查中的应用

为推进城市空气质量精细化管理工作的实施,实现VOCs污染源精准排查,2019年3-4月,利用单光子电离飞行时间质谱对青岛市重点区域进行了VOCs走航观测。在排查到的污染源中,工业区的VOCs浓度较生活区整体偏高,且生活区、工业区夜间的VOCs浓度均较白天高。VOCs各类组分中,生活区白天苯系物、卤代烃、烯烃、烷烃的占比均在20%左右,夜间苯系物占比明显升高;工业区苯系物在白天和夜间的占比均最高,其他组分相对较小。浓度较高的前10位VOCs物种中,生活区白天烯烃物种占主导,夜间烷烃物种的比重明显增加;工业区苯系物、烯烃物种在白天和夜间的比重均较大,烷烃物种较小。生活区VOCs的污染源主要为机动车尾气排放和油品挥发,工业区主要为企业排放。烯烃和苯系物臭氧生成贡献较烷烃高,特别是丁烯、戊烯、己烯、甲苯、二甲苯/乙苯、三甲苯贡献显著,建议作为优控物种重点管控。     

南通市区静态管理期间空气质量分析

对南通市区2022年4月初因疫情防控采取全区域静态管理期间的空气质量进行分析,以气象参数、臭氧前体物VOCs和NO_x作为分析对象。结果表明:此次污染过程的主导因素是高温、强辐射、低湿和偏南风的气象条件。南通市区处于VOCs控制区,高温、强辐射使得VOCs挥发性增强,浓度升高。偏南方向的苏通园区和能达公园VOCs浓度较高且升幅较大,源解析结果表明这2个点位涂料溶剂使用占比升幅更高,既容易受附近石化和储油库影响,也容易受偏南风向的污染输送影响。据初步统计,静态管理期间南通市区停工数量为80%左右,污染期间NO₂浓度高值区主要分布在沿江一带,长江南岸的张家港和常熟地区存在多家高排放企业,在偏南风下,张家港和常熟的污染物极易输送至南通市区。基于空气质量模型WRF-CAMx的O₃和PM_2.5来源解析结果显示,静态管理期间外来输送明显,占比为68.7%~84.7%。污染期间的船舶排放和二次转化贡献也不容忽视。建议南通市应重点加强工业、油气挥发和涂料溶剂源减排,同时加强区域联防联控,以便进一步改善空气质量。     

合肥市冬季灰霾天气PM_(2.5)源解析

于2016年12月30日—2017年2月4日,利用单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪(SPAMS),对合肥市PM_(2.5)开展来源解析连续监测,共捕捉到4次较为明显的灰霾过程,对颗粒物种类及质谱特征进行了分析。结果显示,监测期间合肥市主要颗粒物成分为元素碳(EC)(31. 9%)、富钾(K)(16. 6%)、有机碳(OC)(16. 0%)及混合碳颗粒(ECOC)(15. 0%)等。主要污染源为机动车尾气源(24. 5%)、工业工艺源(22. 7%)、燃煤源(14. 1%)、二次无机源(13. 5%)等。污染天气发生时,工业工艺源占比上升2. 2个百分点,生物质燃烧和燃煤源占比分别下降1. 7和2. 7个百分点,机动车尾气和扬尘源基本持平,表明此次污染过程主要受到工业工艺源的累积影响。     

重庆市VOCs浓度特征和关键活性组分

2015年8月22日至9月26日利用在线GC-MS/FID和离线Canister-GCMS/FID采样并分析了重庆城区7个监测点位的96种VOCs,结果表明,城区总挥发性有机化合物平均体积分数为42.43×10-9,且空间分布特征为"中心城区高,周边低"。重庆本地高乙烷、高乙烯和高乙炔浓度呈区域污染现象,且城市监测点位主要受交通源、工业排放和溶剂挥发的影响,缙云山站则主要以生物源排放为主。重庆市城区气团的OH自由基反应速率平均值为8.86×10-12cm3/(mol·s),最大反应增量活性平均值为4.08 mol/mol,与乙烯相当,说明本地大气化学反应活性较强。重庆城区对OH自由基损耗速率贡献最大的组分是烯/炔烃(35%),对臭氧生成潜势贡献最大的组分是芳香烃(39%)。乙醛、乙烯和甲苯等物质是VOCs的关键活性组分。     

嘉善夏季典型时段大气VOCs的臭氧生成潜势及来源解析

2016年8—9月对长三角南部区域嘉善的大气中挥发性有机化合物(VOCs)变化特征、臭氧生成潜势、臭氧生成控制敏感性和来源进行了研究。结果表明,观测期间VOCs总平均值为27.3×10-9,表现为烷烃卤代烃含氧有机物芳香烃烯烃炔烃;VOCs浓度变化较大,早晚出现峰值,与风速呈负相关的关系,与温度没有明显相关性。VOCs的臭氧生成潜势表现为芳香烃烯烃烷烃含氧有机物卤代烃炔烃。甲苯等10种物质对臭氧生成潜势的贡献达到63%。夏季典型时段臭氧生成对VOCs较敏感,属于VOCs控制区。观测期间测得对VOCs浓度贡献较大的物种来源于溶剂涂料和工业排放。     

盐城市城区VOCs污染特征及来源解析

2020年4—9月通过离线采样研究了盐城市城区大气中的挥发性有机物（VOCs）浓度水平及组成特征、臭氧生成潜势、二次有机气溶胶生成潜势以及毒性效应等多效应评估和来源贡献。结果表明：盐城市城区VOCs平均体积浓度为35.09×10^-9,盐塘湖公园站点浓度最高;盐城市VOCs主要组分为含氧有机物（OVOCs）和烷烃。通过挥发性有机物多效应评估发现,关键物种为乙醛、对二乙苯、丙酮、甲苯和间/对二甲苯等。采样期间对VOCs浓度的主要贡献来源为二次生成、工业排放和交通排放。     

大连市秋冬季环境空气中VOCs特征及臭氧生成潜势分析

对大连市2015年秋冬季环境空气中VOCs进行采样分析,获得其组成、含量、昼夜和季节变化规律,分析不同类别VOCs的来源,并计算不同VOCs物种的臭氧生成潜势（OFP）。结果表明：大连市环境空气中秋季VOCs平均体积浓度（55.81×10^-9）略高于冬季（42.66×10^-9）;秋季VOCs以羰基化合物和烷烃为主,而冬季VOCs以烷烃和烯炔烃为主。大连环境空气中光化学反应的主要VOCs类别为羰基化合物、烯炔烃和芳香烃,主要物种为丙烷、乙烷、正丁烷和乙烯。羰基化合物含量高与机动车尾气及医院大量试剂的使用有关,烷烃主要来源于汽油车与液化石油气（LPG）燃烧排放,芳香烃主要由机动车排放贡献。各类别VOCs的组分含量与其OFP并不一致,大连市环境空气中各类VOCs的OFP由高到低依次为羰基化合物>芳香烃>烯炔烃>烷烃。     

工业园区和城区VOCs组成及化学活性的空间差异对清远大气臭氧污染分布的影响

工业化与城镇化交替演进使珠三角及其周边地区土地利用类型较为复杂。快速的城市化进程使城市建成区与大量村镇工业园区互相交错。这种变化势必会增加挥发性有机物(VOCs)在组分构成和空间分布上的复杂性,并对臭氧(O₃)污染的时空变化产生影响。为厘清这种排放的空间异质性特征及其对O₃污染分布的影响,分别选取可以代表清远市典型工业园区和城市建成区的站点开展观测研究。结果表明:工业园区和城市建成区VOCs浓度水平和污染特征有较大的空间差异,其中代表村镇工业园区的龙塘站VOCs日均浓度为30.42×10^-9,高于代表城市建成区的技师学院站(17.32×10^-9)。龙塘站二甲苯和甲苯的臭氧生成潜势(OFP)比技师学院站高57.6×10^-9,且该值相当于技师学院站排名前10位物种OFP的总和。气象分析表明:2个站点之间并非彼此的上、下风向,而是共同受到局地气团的影响。源解析结果表明:源排放是造成这种空间异质性的内因,其中交通源对技师学院的贡献更高,而工业相关排放源对龙塘的贡献更高。该研究进一步比较了周边站点O₃时间序列的一致性,并模拟2个站点的O₃生成速率。研究发现O₃在局地范围内变化较小,高VOCs排放的地点对局地O₃有较高的贡献,局地内不同地点的O₃生成过程也存在较大差异。据此,笔者提出O₃污染防控建议:短期内可通过技术手段和观测数据发现O₃污染的重要贡献点,并进行针对性的"散乱污"清理整治和涉VOCs行业综合整治,长期看应科学合理规划城市发展布局和产业布局,预留城市通风廊道,以有效减少O₃污染。