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天津工业区春夏季VOCs污染特征及精细化来源解析_李丛舒.pdf

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资源描述

1、天津工业区春夏季 VOCs 污染特征及精细化来源解析李丛舒1,刘永全1,刘欢1,刘金玉2,程绍玲1,降升平2*1.天津科技大学理学院2.天津科技大学现代分析技术研究中心摘要2021 年 38 月,采用热脱附气相色谱质谱法对天津工业区环境空气中 109 种挥发性有机物(VOCs)进行离线监测,研究了 VOCs 组成特征、臭氧生成潜势(OFP)及来源,并对工业源进行精细化分析。结果表明:观测期间 VOCs 浓度为(46.619.7)(136.855.7)g/m3,对 VOCs 浓度贡献较高的物种是烷烃、卤代烃、含氧挥发性有机物(OVOCs),烷烃、芳香烃浓度呈中午低、早晚高的日变化趋势,OVOCs

2、 反之;OFP 贡献占比较大的物种有烷烃、芳香烃、烯烃和 OVOCs,烷烃的 OFP 贡献占比主要受其浓度占比影响,夏季芳香烃、烯烃的 OFP 贡献占比明显升高,臭氧(O3)治理应加强二者的排放管控。来源解析显示,春夏季VOCs 的主要来源为工业源、溶剂使用源、柴油车尾气排放源、油气挥发源和天然源。工业源精细化分析表明,芳香烃浓度与焦炭、纯碱产量,OVOCs 浓度与天然气、乙烯、农用氮磷钾化肥产量,卤代烃浓度与天然气、汽车、农用氮磷钾化肥、纯碱产量,烯烃浓度与发电设备产量均呈正相关,初步判断,本地区环境空气中的芳香烃、OVOCs、卤代烃、烯烃可能来自于以上细分工业企业。关键词天津;挥发性有机物

3、(VOCs);污染特征;臭氧生成潜势;来源解析中图分类号:X511文章编号:1674-991X(2023)02-0491-10doi:10.12153/j.issn.1674-991X.20220214Pollution characteristics and refined source apportionment for VOCs in TianjinIndustrial Area in spring and summerLICongshu1,LIUYongquan1,LIUHuan1,LIUJinyu2,CHENGShaoling1,JIANGShengping2*1.Collegeof

4、Sciences,TianjinUniversityofScienceandTechnology2.ResearchCenterofModernAnalysisTechnology,TianjinUniversityofScience&TechnologyAbstract109volatileorganiccompounds(VOCs)intheambientairofTianjinIndustrialAreaweremonitoredofflinefromMarch2021toAugust2021bythermaldesorptiongaschromatography-massspectro

5、metrymethod.Thecompositioncharacteristics,ozoneformationpotential(OFP)andsourcesofVOCswerestudied,andrefinedanalysisofindustrialemissionsourceswascarriedout.TheresultsshowedthatVOCsconcentrationsfluctuatedbetween(46.619.7)and(136.855.7)g/m3duringtheobservationperiod,withalkanes,halogenatedhydrocarbo

6、nsandoxygenatedvolatileorganiccompounds(OVOCs)contributingmoretoVOCsconcentrations,andalkanesandaromatichydrocarbonsshowedadailytrendoflowatnoonandhighinthemorningandevening,whileOVOCsdidthe opposite.Alkanes,aromatic hydrocarbons,olefin and OVOCs accounted for a large proportion of OFPcontribution,t

7、he contribution proportions of alkanes to OFP were mainly influenced by their percentage ofconcentration,thecontributionproportionsofaromatichydrocarbonsandolefinstoOFPwassignificantlyhigherinsummer,andtheiremissioncontrolshouldbestrengthenedinordertocontrolozone(O3).Sourceapportionmentshowedthatthe

8、mainemissionsourcesinspringandsummerwereindustrialsources,solventusesources,dieselvehicleexhaustemissionssources,oilvapourvolatilisationsourcesandnaturalsources.Therefinedanalysisofindustrial sources showed a positive correlation between the concentration of aromatic hydrocarbons and theproductionof

9、cokeandsodaash,apositivecorrelationbetweentheconcentrationofOVOCsandtheproductionofnaturalgas,ethyleneandagriculturalnitrogen,phosphorusandpotassiumfertilizers,apositivecorrelationbetweentheconcentrationofhalogenatedhydrocarbonsandtheproductionofnaturalgas,automobiles,agriculturalnitrogen,收稿日期:2022-

10、03-07基金项目:天津市自然科学基金项目(18JCYBJC91200)作者简介:李丛舒(1996),女,硕士研究生,主要研究方向为 VOCs 污染特征,*责任作者:降升平(1977),男,高级实验师,主要从事环境污染研究,Vol.13,No.2环境工程技术学报第13卷,第2期Mar.,2023JournalofEnvironmentalEngineeringTechnology2023年3月李丛舒,刘永全,刘欢,等.天津工业区春夏季 VOCs 污染特征及精细化来源解析 J.环境工程技术学报,2023,13(2):491-500.LI C S,LIU Y Q,LIU H,et al.Pollu

11、tion characteristics and refined source apportionment for VOCs in Tianjin Industrial Area in spring andsummerJ.JournalofEnvironmentalEngineeringTechnology,2023,13(2):491-500.phosphorusandpotassiumfertilizers,andsodaash,andapositivecorrelationbetweentheconcentrationofolefinsandtheproductionofpowergen

12、erationequipment.Itwaspreliminarilydeterminedthatthearomatichydrocarbons,OVOCs,halogenatedhydrocarbonsandolefinsintheambientairoftheregionwerelikelytocomefromthesesignificantlycorrelatedsub-segmentsofindustrialenterprises.Key wordsTianjin;volatile organic compounds(VOCs);pollution characteristics;oz

13、one formation potential;sourceapportionment挥发性有机物(volatileorganiccompounds,VOCs)是指常温常压条件下,饱和蒸气压大于 133.32Pa,沸点在 50250 的有机化合物,按其化学结构可进一步分为烷烃类、芳烃类、酯类、醛类和其他等1。其中有的化合物还具有光化学反应活性,是生成近地面臭氧(O3)的重要前体物。当前 VOCs 在我国部分地区已成为大气污染的主要元凶2-4,国家也在不断加强 VOCs 的污染防治工作力度5-6。因此,研究环境空气中 VOCs 污染特征及其来源对保护生态环境具有重要意义。目前,国内已有许多关于环

14、境空气中 VOCs 污染现状的研究报道,VOCs 数目为 50100 种,主要包括烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃、含氧挥发性有机物(OVOCs)等,VOCs 的种类和含量具有较强的地域特征,与当地经济社会状况紧密关联,季节性变化明显7-14。对于 VOCs 的光化学反应研究主要利用最大增量反应活性(MIR)法估算 VOCs 的臭氧生成潜势(OFP)15-18。在 VOCs 的溯源方面,解析出的主要排放源有机动车尾气排放源、燃烧源、天然源、油气挥发源、溶剂使用源、工业源等19-20,其中工业源比较复杂,进一步精细化解析工业源的研究报道较少。目前,针对天津地区环境空气中 VOCs 的研究主要集中

15、在市中心或郊区18,21-23,以 56 种 O3前体物为主,而针对天津工业区环境空气中 VOCs 的研究报道尚不多见。本研究选择的工业区,位于天津市东部的滨海新区,是天津市重要的经济增长点,该区内分布有能源、化工、汽车、机械等各类工业类别,鉴于其众多的工业企业,VOCs 排放污染特征较为复杂,因此有必要对该区域 VOCs 进行长期连续监测。对工业区环境空气中 109 种 VOCs 开展春夏季观测,研究其 VOCs 浓度组成特征、OFP、污染来源解析,并且通过观测期间天津工业区相关工业生产月度数据与 VOCs 浓度进行相关性分析,进一步精细化解析 VOCs 工业源的类别,以期为天津市 VOCs

16、有效防控提供一定的基础数据支撑。1材料与方法 1.1研究区域与样品采集本研究观测地点位于天津滨海新区黄海北路(117.70E,39.08N)(图 1),靠近国控点,采样点周边分布有各类工业、文教区和住宅区,无明显大气污染排放源和建筑遮挡,监测结果具有一定代表性。观测时段为 2021 年 38 月,每个月采样 10d,每天分早晨(08:0009:00)、中午(11:0012:00)、晚上(19:3020:30)时段分别采样。将吸附管(TENAX,TA60/80)连接至采样器(JCH2110,青岛聚创环保设备有限公司)上采集样品,采样过程参照 HJ6442013环境空气挥发性有机物的测定吸附管采样

17、-热脱附/气相色谱-质谱法24。图 1 天津工业区采样点Fig.1SamplingpointsinTianjinindustrialarea492环境工程技术学报第13卷 1.2样品分析采用热脱附-气相色谱/质谱联用仪(TD-GC/MS,TQ-8050,Shimadzu,日本)对样品中的 VOCs 进行分析,色谱柱为 SH-Rxi-624SilMS(60m0.32mm1.80m),EI 离子源,SIM 扫描方式。升温程序:初始 35,保持 5min;以 3/min 升至 150,5/min 升至 188,15/min 升至 250,保持 10min。通过内标法对环境空气中的 109 种 VOC

18、s 进行定量分析(烷烃 27 种,芳香烃 21 种,卤代烃 37 种,OVOCs17 种,烯烃 6 种,含硫化合物 1 种),标准物质、内标物(氟苯、氯苯-d5、对溴氟苯、1,4-二氯苯-d4)均购自 AccuStandard。O3浓度和温度数据来自天津市生态环境监测中心。1.3臭氧生成潜势计算Carter25提出了最大增量反应活性(MIR)概念,用以计算 VOCs 的 OFP,以衡量理想条件下 VOCs通过化学反应生成 O3的能力,公式如下:OFPi=VOCsiMIRi(1)OFPiiVOCsiiMIRii式中:为物种 的 OFP,g/m3;为物种 的浓度,g/m3;为物种 的 MIR 系数

19、,无量纲,取值参见美国加州环境保护署网站(https:/ww3.arb.ca.gov/regact/2009/mir2009/mir2009.htm)。1.4PMF 模型PMF 模型利用各 VOCs 物种的浓度及测量的偏差,通过最小二乘法的约束计算主要的污染源及其贡献率26,公式如下:ji=pk=1gjkfki+eji(2)jijigjkkjfkiikejiji式中:为第 个样品中 VOCs 物种 的浓度;为因子 对第 个样品的相对贡献值;为 VOCs 物种 在因子 中的浓度;为第 个样品中 VOCs 物种 的随机误差。EPAPMF5.0 运行过程中需要输入物种浓度及其对应的不确定度(Unc)

20、数据。物种浓度低于或高于方法检出限时,不确定度的计算方法不同。低于检出限的物种,其对应不确定度取 5/6 倍检出限代替式(3);高于检出限物种的不确定度按式(4)计算18。Unc=56M(3)Unc=(Ec)2(0.5M)2(4)式中:E 为误差比例;M 为方法检出限;c 为物种浓度。1.5相关性分析对 VOCs 不同种类月浓度均值(X)与某一类工业产品月产量(Y)进行皮尔森相关性分析27,皮尔森相关系数(R)计算公式如下:R=nz=1(XzX)(YzY)nz=1(XzX)2nz=1(YzY)2(5)XzYzzXY式中:和分别为第 个月 X 和 Y 的监测值和统计值,和 分别为所有样本元素 X

21、 和 Y 的平均监测值和平均统计值。皮尔森相关系数越接近于 1 或1,相关度越强;相关系数越接近于 0,相关度越低。2结果与讨论 2.1VOCs 浓度及组成特征2.1.1VOCs 浓度水平的季节变化特征观测期间,VOCs 的月平均浓度见表 1。从表 1可以看出,3 月 VOCs 浓度最高,为(136.855.7)g/m3,7 月浓度最低,为(46.619.7)g/m3,前者为后者的2.9 倍,波动幅度较大。对春季而言,相较于浓度水平最高的 3 月,4 月和 5 月的浓度分别下降了 43.3%和 35.7%;对夏季而言,相较于浓度水平最高的 6 月,7 月和 8 月的浓度分别下降了 56.9%和

22、 55.5%,夏季 VOCs 浓度下降幅度大于春季。夏季 VOCs 平均浓度(67.6g/m3)低于春季(100.7g/m3),下降了32.9%。由春季至夏季,温度逐渐升高,日照强度及时间也在逐渐增大,光化学反应消耗了更多的VOCs;夏季降水量增多,对 VOCs 可能有冲刷作用;此外,本地多年来开展夏季 O3污染治理,减少了各类 VOCs 的排放。因此,多种因素导致 VOCs 浓度整体夏季低于春季。2.1.2VOCs 组成特征VOCs 主要由烷烃、卤代烃、OVOCs、芳香烃、烯烃和其他类组成,各类物种浓度占比如图 2 所示。从图 2 可以看出,烷烃、卤代烃和 OVOCs 是贡献较大的 3 类物

23、种,各月的浓度总和为 39.7128.4g/m3,总占比为 84.6%93.8%。除 7 月外,烷烃是对 VOCs 贡献最高的物种,各月份烷烃占总 VOCs 的比例大于 45%(7 月为 29%)。烷烃最高浓度出现在 3 月,为 75.2g/m3,是 7 月(13.5g/m3)的 5.6 倍(表 1),其波动范围比 VOCs 更大。烷烃与 VOCs 呈相同变化规律,即浓度除 5 月、6 月略有升高外,其余月份浓度呈现整体下降趋势;夏季烷烃浓度及占比(33.1g/m3,49.0%)低于春季(54.6g/m3,54.2%),并且在 7 月,其浓度与占比同时出现最低值(13.5g/m3,29%)。由

24、此可见,烷烃对 VOCs 的组成特征影响最大,这可能与光化学反应、采样点周边的交通状况和工业排放有关。在7 月,卤代烃浓度占比超过烷烃升至第一位,原因是第2期李丛舒等:天津工业区春夏季 VOCs 污染特征及精细化来源解析493夏季温度高,卤代烃光化学反应活性较弱,参与光化学反应后浓度下降不明显,而其余物种反应活性较强,消耗较大,导致卤代烃成为 7 月的首要污染物种。其余月份卤代烃(7.734.0g/m3)和 OVOCs(10.119.1g/m3)浓度整体大幅低于烷烃,并且波动幅度小于烷烃。从季度来看,春夏两季卤代烃(22.6%、21.8%)、OVOCs(16.2%、16.0%)占比无明显变化。

25、这 2 类物质主要来自于人为源排放,如工业喷涂、溶剂使用、城市交通等,导致季节偏向性不明显1,28。观测期间芳香烃浓度(3.86.3g/m3)整体偏低,并且无明显变化趋势。芳香烃与卤代烃、OVOCs来源大致相同,无明显季节差异性。烯烃浓度在6 月出现最大值(6.6g/m3,6.1%),并且夏季占比(4.6%)高于春季(1.4%)。烯烃的人为源主要来自汽车尾气排放和燃料挥发,天然源主要来自植物生长代谢,夏季烯烃占比高,可能与夏季植物生长茂盛有关10。二硫化碳(其他类)春季占比(0.5%)低于夏季(3.8%),该物质被广泛用于工业生产,如黏胶纤维、农药、玻璃纸等工业29,这可能和周边春夏季某些工业

26、产品产量有关。观测期间春夏季对 VOCs 浓度贡献前 10 位的化合物中有 7 种是一致的,分别为二氯甲烷、苯甲醛、异丁烷、丁烷、正戊烷、2,3-二甲基丁烷、三氯乙烯,这些物质在两季 VOCs 中的占比分别为 37.9%、43.6%,不一致的化合物包括春季的正己烷(22.5%)、丙酮(3.6%)、异戊烷(2.1%)和夏季的二硫化碳(3.8%)、2-甲基戊烷(3.3%)、3-甲基戊烷(2.9%)。春季正己烷占比很高,这可能与工业生产和溶剂使用量有较大关系。夏季温度高,汽车空调使用频率较高,间接增加了汽车尾气排放量,导致夏季 C4C6等支链烷烃浓度较高。2.1.3不同采样时段 VOCs 组成变化监

27、测期间,各月份早、中、晚 3 个采样时段 VOCs、烷烃、OVOCs、芳香烃的浓度分布如图 3 所示。对于 VOCs、烷烃、芳香烃,除 7 月外,其余各月早晚浓度水平显著性高于中午(P0.05),呈现出中午低、早晚高的变化趋势。中午阳光辐射最强,温度最高,光化学反应剧烈,烷烃、芳香烃消耗较大,导致中午这2 类物种浓度低于早晚。由于烷烃是 VOCs 占比最大的物种,导致 VOCs 浓度也呈现出相同变化趋势。OVOCs 中午浓度水平显著性高于早晚(P0.05),呈现出中午高、早晚低的变化趋势。丙酮和苯甲醛是 OVOCs 中浓度较大的 2 个物种,二者主要用于溶剂喷涂、工业生产等,这种变化趋势可能是

28、工业区某类企业的生产特点所致。卤代烃、烯烃及其他类在3 个采样时段无明显变化规律。2.2臭氧生成潜势大气中 VOCs 的 OFP 除与 VOCs 浓度有关外,还与各自的反应活性有关。38 月 OFP 贡献占比较大的物种有烷烃(23.6%53.7%)、芳香烃(8.6%39.0%)、烯烃(7.1%32.4%)和 OVOCs(12.8%21.7%),卤代烃和其他 2 类物质对 OFP 贡献较小,均未超过 6%和 1%(图 4)。表 1 VOCs 月平均浓度Table1MonthlyVOCsConcentrationsg/m3VOCs春季夏季3月4月5月6月7月8月烷烃75.235.536.225.0

29、52.322.462.642.513.510.523.113.5卤代烃34.026.620.621.713.28.317.014.916.010.67.74.0OVOCs19.16.714.05.616.412.411.72.410.13.410.22.6芳香烃6.32.54.82.34.11.73.91.45.20.83.81.2烯烃1.40.51.10.31.83.56.64.10.90.82.41.7其他0.70.70.82.10.10.16.26.80.83.00.91.5合计136.855.777.548.987.927.4108.057.146.619.748.118.5注:数据为

30、平均值标准偏差。图 2 各类物种浓度占比Fig.2Percentageofconcentrationofeachspecies494环境工程技术学报第13卷38 月烷烃 OFP 贡献占比(图 4)与其浓度占比(图 2)整体呈现一致的变化趋势,相关性分析结果显示二者具有显著相关性(R=0.87),并且其光化学反应活性较低,因此烷烃对 O3的贡献主要受浓度占比影响。从季节变化来看,烷烃 OFP 贡献占比春季(48.6%)高于夏季(33.3%),主要是因为夏季烷烃浓度占比下降,并且温度升高对其影响不大。观测期间由于烷烃的浓度占比整体大幅高于或接近其他物种,因此烷烃依然是对 O3贡献较大的物种。从春夏

31、两季排名前 10 的 OFP 贡献物种(图 5)来看,正己烷是春季贡献最大的烷烃类物种,贡献占比达 19.5%,而在夏季却退出前 10 位,这可能和某类工业生产有较大关系30,其余烷烃类主要有丁烷、正戊烷、异戊烷、异丁烷、环戊烷,并且前三者是两季共有物种。观测期间,烯烃、芳香烃的浓度占比显著低于烷烃,但由于其光化学反应活性高于烷烃,导致二者的OFP 贡献占比大幅提升,尤其在 O3浓度和温度均较高的夏季,烯烃的 OFP 贡献占比升高更为显著(图 4),由此可见,烯烃的光化学反应活性对温度变化较芳香烃更为敏感。就具体物种而言,1-丁烯、异戊二烯、3-甲基乙苯、1,2,3-三甲基苯是烯烃和芳香烃中O

32、FP 贡献较大的物种,其中异戊二烯的贡献占比在夏季跃升至第 1 位,达 14.7%。观测期间 OVOCs 的OFP 贡献占比也较大,主要的贡献物种有丙醛、己醛、丙烯醛。综上,工业区相关部门加强烷烃、烯烃、芳香烃和 OVOCs 的排放管控,对 O3污染治理具有重要作用。在夏季,植物生长旺盛,会释放出异戊二烯31,这种天然释放源同样需要重视,工业区内改植异戊图 3 不同采样时段 VOCs 及其各类组成的浓度Fig.3ConcentrationsofdifferentkindsofVOCscomponentsatdifferentsamplingtime图 4 各类物种 OFP 贡献占比及温度、O3

33、浓度的变化Fig.4ContributionproportionsofOFPofeachspeciesandchangesintemperatureandO3concentration第2期李丛舒等:天津工业区春夏季 VOCs 污染特征及精细化来源解析495二烯释放量较小的绿色植物可能会对 O3治理有所帮助。2.3VOCs 来源解析利用 PMF 模型解析 VOCs 来源及贡献率,选取在环境空气中具有较高浓度、示踪意义明确的组分共计 31 种化合物,输入模型经多次运算分析,选取5 个因子时计算结果稳定。解析结果如图 6 所示。每个因子主要的贡献物种、源解析类别及源贡献率见表 2。两季相同的排放源

34、包括油气挥发源、柴油车尾气排放源、工业源、溶剂使用源,并且两季同类源中贡献率较高的物种大部分具有较好的重合度。春季解析出的工业源有 2 类,夏季明显解析出天然源。从源贡献率来看,春季和夏季贡献率最高的源分别是工业源(42.5%)和油气挥发源(29.5%);其次两季的溶剂使用源(23.7%、15.2%)贡献率也较高,而溶剂的使用和工业生产息息相关,初步判断溶剂使用源和工业源具有一定的关联度。本研究的工业区内除各类企业外还分布有多个港口,随之配套的货运能力很强,再加之工业生产对货运的需求,导致本地以柴油车为主的机动车尾气排放较多,因此本地区春夏两季 VOCs 的油气挥发源、柴油车尾气排放源、溶剂使

35、用源均与工业源联系密切。为了改善空气质量、降低 VOCs 和 O3浓度,未来工业区应加强区域内企业生产过程中各类 VOCs 的排放管控,减少 VOCs 的逸散,同时加强本区域柴油车的尾气排放管理。夏季天然源排放的主要物质是异戊二烯,由于其对 OFP 贡献最高,因此为了加强 O3治理,应该对该物质做进一步的管控,相关部门应识别出异戊二烯排放量较大的植物,采取减少此类植物的种植甚至改植等措施来达到 O3治理目的。2.4工业源的精细化分析根据 2.3 节的来源解析可以看出,天津工业区环境空气中 VOCs 来源和工业生产息息相关,因此探讨分析每类 VOCs 具体来源于哪个行业,即对工业源进行精细化分析

36、,对实现 VOCs 精准治理具有重要意义。在工业生产过程中,产品的产量越高,释放或产生的 VOCs 可能会越多,因此结合工业区的产业特点,将与其产业相关的各类工业产品产量的月度数据(http:/ 年 38 月)与每类 VOCs 的月平均浓度(2021 年 38 月)做相关性分析(图 7),如果 P0.05,代表两因素具有显著相关性。从图 7 可以看出,芳香烃浓度与焦炭、纯碱产量具有显著相关性,R 分别为 0.83 和 0.87;OVOCs 浓度与天然气、乙烯、农用氮磷钾化肥产量具有显著相关性,R 分别为 0.85、0.93 和 0.86;卤代烃浓度与天然气、汽车、农用氮磷钾化肥、纯碱产量具有显

37、著相关性,R 分别为 0.83、0.82、0.93 和 0.86;烯烃浓度与发电设备产量具有显著相关性,R 为 0.91。2.3 节溯源结果显示工业源主要排放的物种包括丙酮、三氯甲烷、三氯乙烯等物种,结合相关性分析,这些物种(OVOCs、卤代烃、烯烃)可能来源于能源、化工、汽车和制造等产业,这些相关企业在生产过程中有合成、喷涂等工艺,会使用大量溶剂,造成 VOCs 的排放。相关性分析显示,本地区环境空气中的芳香烃除来源于柴油车尾气排放外,还可能来自于本地的能源、化工企业排放。因此基于 VOCs 本地工业源的精细化分析,精准管控各类企业的 VOCs 排放量,并提出有针对性的大气治理措施,对工业区

38、乃至天津市的大气污染治理具有重要意义。图 5 春夏季 VOCs 中对 OFP 贡献前 10 的物种Fig.5Top10speciescontributingthemosttoOFPamongVOCsinspringandsummer496环境工程技术学报第13卷图 6 春夏季 PMF 源解析因子分析结果Fig.6ResultsofPMFsourceapportionmentinspringandsummer第2期李丛舒等:天津工业区春夏季 VOCs 污染特征及精细化来源解析497 3结论(1)观测期间天津工业区环境空气 VOCs 浓度为(46.619.7)(136.855.7)g/m3,整体呈

39、现下降趋势,并且夏季下降的幅度大于春季。38 月对VOCs 贡献最大的 3 类物种是烷烃、卤代烃和OVOCs,三者浓度及占比分别为 39.7128.4g/m3、84.6%93.8%。烷烃、芳香烃浓度呈现出中午低、早晚高的变化趋势,OVOCs 浓度整体呈现出中午高、早晚低的变化趋势。(2)观测期间对 O3生成贡献较大的物种有烷烃(23.6%53.7%)、芳香烃(8.6%39.0%)、烯烃(7.1%32.4%)和 OVOCs(12.8%21.7%)。烷烃的 OFP 贡献占比主要受其浓度占比影响,7 月烷烃OFP 贡献占比降至最低。夏季,芳香烃、烯烃由于光化学反应较强,OFP 贡献占比显著上升,7

40、月芳香烃OFP 贡献占比升至最高,夏季 O3治理应加强二者的排放管控。(3)从源贡献率来看,春季和夏季贡献率最高的源分别是工业源(42.5%)和油气挥发源(29.5%);其次两季的溶剂使用源(23.7%、15.2%)贡献率也较高,并且根据工业区的布局可以看出,油气挥发源、柴油车尾气排放源、溶剂使用源均与工业源联系密切。(4)本地区环境空气中的芳香烃、OVOCs、卤代烃、烯烃有可能来自能源、化工、汽车、机械制造等工业企业,精准管控这些行业 VOCs 排放量对大气污染治理具有重要意义。参考文献付昱萌,杨红刚,卢民瑜,等.鄂州市大气VOCs污染特征及来源解析J.环境科学,2020,41(3):108

41、5-1092.FUYM,YANGHG,LUMY,etal.Analysisofpollutioncharacteristics and sources of atmospheric VOCs in EzhouCityJ.EnvironmentalScience,2020,41(3):1085-1092.1WEIW,LZF,YANGG,etal.VOCsemissionrateestimateforcomplicatedindustrialareasourceusinganinverse-dispersioncalculation method:a case study on a petrole

42、um refinery inNorthernChinaJ.EnvironmentalPollution,2016,218:681-688.2赵秋月,李春燕,陈凤,等.南通市夏季VOCs污染特征与来源研究J.中国环境监测,2020,36(2):148-156.ZHAOQY,LICY,CHENF,etal.Pollutioncharacteristicsandsource analysis of ambient VOCs in summer in NantongJ.EnvironmentalMonitoringinChina,2020,36(2):148-156.3王韵杰,张少君,郝吉明.中国大气

43、污染治理:进展挑战路径J.环境科学研究,2019,32(10):1755-1762.WANGYJ,ZHANGSJ,HAOJM.AirpollutioncontrolinChina:progress,challengesandfuturepathwaysJ.ResearchofEnvironmentalSciences,2019,32(10):1755-1762.4张浩然,刘敏,王小嫚,等.南昌市2021年春季大气VOCs污染特征和来源分析J.中国环境科学,2022,42(3):1040-1047.ZHANGHR,LIUM,WANGXM,etal.Characteristicsandsource

44、s of atmospheric VOCs during spring of 2021 inNanchangJ.ChinaEnvironmentalScience,2022,42(3):1040-1047.5王雪涵,张文慧,毕晓辉,等.20012020年天津市大气污染特征的演变与防治历程J.环境科学研究,2022,35(4):945-6表 2 春夏季 VOCs 源解析结果Table2ResultsofVOCssourceapportionmentinspringandsummer季节 因子各因子中贡献率较高的物质源解析类别源贡献率/%春季1丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、3-甲基戊烷、2-甲基戊

45、烷、甲基环戊烷油气挥发源21,3217.62C7C10的烷烃、芳香烃 柴油车尾气排放源3,3316.33正己烷、丙酮、二硫化碳工业源132,3426.441,2-二氯乙烷、1,2-二氯丙烷、三氯甲烷、三氯乙烯工业源21916.15环戊烷、二氯甲烷溶剂使用源3523.7夏季12,3-二甲基丁烷、3-甲基戊烷、2-甲基戊烷、环戊烷、甲基环戊烷、环己烷油气挥发源21,3229.52C7C10的烷烃、芳香烃 柴油车尾气排放源3,3318.33正己烷、丙酮、二硫化碳工业源32,3422.14异戊二烯天然源3114.75二氯甲烷溶剂使用源3415.2注:*表示 P0.05;烯烃、卤代烃、OVOCs、芳香烃

46、浓度单位为g/m3,焦炭、乙烯、农用氮磷钾化肥、纯碱产量单位为万 t,天然气产量单位为亿 m3,汽车产量单位为万辆,发电设备产量单位为 104kW。图 7 天津各类工业生产量与各类 VOCs 浓度相关性Fig.7CorrelationbetweenVOCsspeciesconcentrationandindustrialproductioninTianjin498环境工程技术学报第13卷955.WANG X H,ZHANG W H,BI X H,et al.Characteristicsevolution and prevention development of ambient pollut

47、ion inTianjin,ChinaJ.Research of Environmental Sciences,2022,35(4):945-955.WANGYS,RENXY,JIDS,etal.CharacterizationofvolatileorganiccompoundsintheurbanareaofBeijingfrom2000to2007J.JournalofEnvironmentalSciences,2012,24(1):95-101.7XIONGC,WANGN,ZHOUL,etal.Componentcharacteristicsandsourceapportionmento

48、fvolatileorganiccompoundsduringsummerandwinterindowntownChengdu,southwestChinaJ.AtmosphericEnvironment,2021,258:118485.8王成辉,陈军辉,韩丽,等.成都市城区大气VOCs季节污染特征及来源解析J.环境科学,2020,41(9):3951-3960.WANG C H,CHEN J H,HAN L,et al.Seasonal pollutioncharacteristicsandanalysisofthesourcesofatmosphericVOCsinChengduurban

49、areaJ.EnvironmentalScience,2020,41(9):3951-3960.9李康为,应方,陈玲红,等.杭州市主城区VOCs污染特征及影响因素J.浙江大学学报(工学版),2019,53(4):671-683.LI K W,YING F,CHEN L H,et al.Ambient VOCscharacteristics and associated effects in urban HangzhouJ.Journal of Zhejiang University(Engineering Science),2019,53(4):671-683.10刘锐泽,方渊,张韬,等.青岛

50、市夏季VOCs污染特征及来源解析J.环境工程技术学报,2021,11(6):1041-1048.LIURZ,FANGY,ZHANGT,etal.CharacteristicsandsourceanalysisofVOCspollutioninsummerinQingdaoJ.JournalofEnvironmental Engineering Technology,2021,11(6):1041-1048.11王帅,崔建升,冯亚平,等.石家庄市挥发性有机物和臭氧的污染特征及源解析J.环境科学,2020,41(12):5325-5335.WANGS,CUIJS,FENGYP,etal.Chara

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