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挥发性有机物(VOCs)是对流层中重要的痕量组分,在光化学烟雾形成过程中起着重要作用。含氧挥发性有机物(OVOCs)作为VOCs中重要的一类,它参与到大气光化学反应中,既是光化学反应的中间产物,也是活性自由基的重要来源,并对臭氧和二次有机气溶胶的生成起着重要作用。掌握城市大气中OVOCs的浓度和组成,研究其主要来源,对提出城市大气污染物的削减措施具有重要意义。 为了解大气中OVOCs的组成和浓度的演变规律,本研究选取珠江三角洲(PRD)重点城市深圳市和长江三角洲重点城市金华市两个典型城市,采用高时间分辨率高灵敏度的质子转移反应质谱(PTR-MS)在线测量深圳市2011年夏季(2011年5-8月)、2012年冬季(2012年1-2月)、金华市2011年秋季(2011年11月)大气中的OVOCs(包括甲醇、乙醛、丙酮、甲酸、乙酸、MEK、MACR和MVK)和非甲烷烃(NMHCs,包括苯、甲苯、苯乙烯、C8芳香烃、C9芳香烃、异戊二烯和蒎烯),以及DMS和乙腈,并在此基础上进行OVOCs的来源研究。 2011年夏季深圳大气中OVOCs的平均浓度为(4.02±6.57)ppbv、其余非OVOCs的物种平均浓度为(1.09±2.08)ppbv,2012年冬季大气中OVOCs的平均浓度分别为(3.12±6.31)ppbv、其余非OVOCs的物种平均浓度为(1.05±2.22)ppbv,2011年金华秋季大气中OVOCs的平均浓度为(3.60±5.84)ppbv、其余非OVOCs的物种平均浓度为(1.32±1.97)ppbv。甲醇、丙酮和乙醛是各次观测中OVOCs类含量最丰富的物种,NMHCs中甲苯含量最高。利用特征比值法分析得出深圳有机物受到有机溶剂的使用挥发的影响较大,而金华有机物的排放则受到有机溶剂使用挥发同机动车尾气排放的共同影响。观察各次观测中OVOCs的日变化特征,发现深圳夏季OVOCs日变化趋势同臭氧变化最为类似,呈现“单峰”的特征,且峰值略早于臭氧峰值,说明当地NMHCs的二次转化较为强烈,而深圳冬季和金华秋季OVOCs还受到明显一次源排放的影响。利用OH自由基损耗效率评价VOCs的的大气化学活性,并结合MIR估算VOCs的臭氧生成潜势,从而识别大气中主要的活性组分。研究表明,苯乙烯、甲苯和乙醛对OH损耗速率的贡献最大,且甲苯是对臭氧贡献最大的物种,其次是乙醛和甲醇的贡献,因此甲醇、乙醛被识别为金华和深圳大气中活性的OVOCs组分,而甲苯、苯乙烯则被识别为活性的NMHCs组分。 利用Hysplit模式分析深圳夏冬季和金华秋季不同来源气团对VOCs的传输影响。发现深圳夏季VOCs污染特征主要反映本地排放特征,其中源于内陆的气团对MEK和乙醛等OVOCs的传输影响较大。深圳冬季VOCs污染特征主要受到来自东北方向的气团传输的影响,其中源于西北部的气团由于经过PRD污染核心区域使得污染物浓度较高,且对OVOCs的传输作用显著,尤以甲醇和乙醛最为突出。金华市气团来源较复杂,主要源于东北偏北方向,其中始于东海并经由温州到达金华的轨迹携带的污染物浓度最高,DMS受到较明显的影响,且对乙醛、乙酸和甲苯的传输影响较大。 利用PMF解析出深圳夏季OVOCs来源主要分为6类:溶剂源1、溶剂源2、工业源、交通源、生物源及其氧化产物、二次生成过程。研究表明二次生成过程对OVOCs的贡献最大,能达到46.13%,其次是溶剂源(1+2)的使用挥发,达到38.75%,交通源和工业源的贡献最小。对深圳冬季OVOCs来源进行解析,主要解析出4类因子:溶剂源1、溶剂源2、区域传输以及生物源排放+二次生成过程。研究表明,冬季溶剂源(1+2)对OVOCs的贡献最大,达到51.87%,其次是生物源排放+二次生成过程的贡献,为33.41%,而区域传输对OVOCs的贡献最小。将深圳冬季和夏季的解析结果同文献中其余PRD城市源解析结果相比较,发现PRD共同的源排放特征:一次人为源对醇酮类物质的贡献大,而二次生成和天然源对乙醛的贡献较大。其次,由于气象条件不同,冬季的一次人为源排放对OVOCs的贡献更高,而夏季的二次生成同天然源的排放对OVOCs的贡献更高。对金华市进行OVOCs的来源解析,解析出4个贡献因子:生物质燃烧源、生物源+二次生成过程、交通源、溶剂源。金华市溶剂源对OVOCs的贡献达到38.35%,天然源十二次生成过程的贡献次之,而其余一次人为源如生物质燃烧和交通源的贡献最小。因此,深圳市和金华市大气中OVOCs都较大程度上受到溶剂源的使用挥发的影响。