郑州市O₃攻坚期大气VOCs污染特征及来源解析

来源：环境科学杂志2024年第1期北京时间：

作者：陈斯,倪经纬,齐一谨,纪甜甜,王玲玲,单晓娜,龚山陵

单位：河南省生态环境技术中心, 郑州 450000,河南天朗生态科技有限公司, 郑州 450000,河南天朗生态科技有限公司, 郑州 450000,河南天朗生态科技有限公司, 郑州 450000,河南省生态环境监测和安全中心, 郑州 450000,保定市生态环境局安国市分局, 保定 071000,河南天朗生态科技有限公司, 郑州 450000,中国气象科学研究院, 北京 100081

摘要：采用GC5000在线气相色谱仪,在郑州市2022年5~9月臭氧（O₃）“攻坚期”,对郑州市大气环境中挥发性有机化合物（VOCs）进行监测,分析了O₃及其前体物与气象的关系,对比探究O₃超标天和非超标天VOCs的污染特征,采取OFP和L_·OH不同的VOCs活性评估方法对比分析了关键活性组分和物种,并重点利用比值分析（RA）和正定矩阵因子分解（PMF）受体模型研究了其来源贡献. 结果表明,郑州市6月和9月O₃污染主要是在高温、低湿、强辐射和风速较小等恶劣气象条件作用下,叠加本地VOCs和NO₂浓度的突出,造成O₃超标且高值频发. 郑州市ρ（VOCs）均值为（68.3 ±18.4）μg·m-3,其中O₃超标天为75.7 μg·m-3,高于O₃非超标天（13.4 μg·m-3）,VOCs中OVOCs质量分数最高,为31.6%,其次是卤代烃、烷烃和芳香烃. VOCs中前15物种中主要为丙酮、乙烷、正丁烷、二氯甲烷、丙烷、异戊烷、甲苯、氯甲烷、1,2-二氯乙烷和乙炔等. VOCs日变化显示,早、晚高峰和夜间VOCs浓度突出,需重点关注. OFP和L_·OH分别为（130.5 ±46.4）μg·m-3和（6.5 ±2.9）s-1,L_·OH和OFP中OVOCs和烯烃贡献突出,前15物种中主要为：乙醛、异戊二烯、乙烯、间/对-二甲苯、甲苯、己醛、异戊烷、丙醛、丙烯和反-2-丁烯等,尤其在O₃超标天中乙醛、异戊二烯、乙烯和己醛等物种贡献突出. 比值分析显示,郑州市5~9月B/T在0.05~5.3之间,均值为1.1 ±0.6,并且区域VOCs可能受老化气团控制较大,存在远距离传输. PMF模型解析表明,郑州市对VOCs浓度贡献影响较大的污染源是机动车尾气排放源和工业溶剂+二次转化源,贡献率分别为25.6%和25.8%. 在O₃超标天时段,溶剂涂料使用源、油气挥发源、植物排放源和工业溶剂+二次转化源贡献率依次高于O₃非超标天5.4%、4.7%、3.3%和0.7%. 研究显示,O₃超标天需强化VOCs和NO_x污染源的管理,削弱其对O₃的生成贡献.

关键词：挥发性有机物（VOCs）,臭氧生成潜势（OFP）,羟基消耗速率（L·OH）,比值分析（RA）,正定矩阵因子分解（PMF）模型,来源解析,O3“攻坚期”,