蘭州工業區夏季揮發性有機物污染特征研究

楊燕萍 王莉娜 楊麗麗 陶會杰

摘要：為研究蘭州市西固區夏季揮發性有機物（VOCs）污染特征，利用揮發性有機物在線監測儀器等開展分析，研究臭氧、VOCs濃度水平、組分構成、臭氧生成潛勢等，結果表明：監測期間（2019年7月1日-7月15日），臭氧和VOCs小時平均濃度分別為245μg/m3和133.50μg/m3;烷烴、芳香烴、烯烴、鹵代烴、酮類排放強度相對較大，占比分別達到32%、25.8%、20.2%、13.9%、6.2%;臭氧生成主要受NOx和VOCs共同控制;其中，乙烯、間/對-二甲苯、氯甲烷、鄰-二甲苯等對VOCs濃度貢獻最大;間/對-二甲苯、鄰-二甲苯、乙烯、1，3-丁二烯等對臭氧生成影響最大;二次有機氣溶膠生成潛勢最高的VOCs物種為間/對-二甲苯、鄰-二甲苯、乙苯、苯乙烯等。

關鍵詞：揮發性有機物;蘭州西固;污染特征;生成潛勢

中圖分類號：X831 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）04-0-03

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.096

Abstract：In order to study summer pollution characteristics of volatile organic matter in Lanzhou xigu.Instruments such as volatile organic matter （VOCs） were used to conduct online monitoring and analyze ozone， VOCs concentration level，composition and ozone potential.The results showed that during the monitoring period （from July 1， 2019 to July 15， 2019）， the average concentrations of ozone and VOCs were 245μg/m3and 133.50 μg/m3， respectively.The emission intensity of alkanes， aromatic hydrocarbons， olefins， halogenated hydrocarbons and ketones was relatively large， accounting for 32%，25.8%，20.2%，13.9%and 6.2%， respectively.Ozone generation is mainly controlled by NOx and VOCs.Among them， ethylene， m-para-xylene， chloromethane and o-xylene contributed the most to VOCs concentration.Meso-para-xylene， o-xylene， ethylene， 1， 3-butadiene has the greatest influence on ozone generation;the VOCs species with the highest potential of secondary organic aerosol are m-p-xylene， o-xylene， ethylbenzene， styrene， etc.

Key words：Volatile organic compounds;Xigu Lanzhou; Pollution characteristics;Generate potential

近些年，我國經濟發展快速，城市空氣污染日趨嚴重，呈現出以細顆粒物和臭氧（O3）污染為主的區域性、復合性污染特征。作為細顆粒物和臭氧生成的重要前體物，揮發性有機物（volatile organic compounds，VOCs）已成為全國各城市環境空氣質量管理關注的重點。揮發性有機物是大氣中的一類重要物質，廣泛存在于大氣中，可以通過呼吸道、消化道和皮膚直接進入等途徑對人體產生危害[1]。

目前研究人員對臭氧一次、二次生成、城市環境大氣中 O3 前體物 VOCs主要來源、大氣光化學反應條件、機制等相關學術問題進行了研究 [2-7]。劉澤常[8]等對濟南市大氣中VOCs的分析顯示，烷烴是最主要的VOCs化合物物種，氣象條件對 VOCs的質量濃度有非常重要的影響;鄭偉巍等[9]對寧波大氣中的VOCs研究發現烷烴是其最重要的化合物種類（48.6%），易睿等[10]分析長江三角洲地區城市 O3污染特征及影響因素，發現城市汽車保有量和城市 O3超標天數密切相關。

蘭州市位于中國西北部黃河河谷盆地內，黃河由西向東橫穿全境，南北環山，中間為黃河谷地，是典型的西北河谷型城市。近10年經濟快速發展，機動車保有量持續增加，臭氧污染問題也愈發嚴重，同時蘭州市西固區是早期光化學污染研究典型城市[11]。基于此，依據 2019年7月1日-2019年7月15日蘭州市西固區揮發性有機物在線系統監測數據和國控環境空氣質量監測站點臭氧逐時監測數據，對蘭州市西固區夏季臭氧及揮發性有機物污染特征進行研究，以期為蘭州市臭氧污染治理及管控措施提供數據和理論支撐。

1 材料與方法

觀測點位于蘭州市西固區中國石油蘭州潤滑油研究開發中心院內，周邊環境分布蘭州石化等工業企業等，有明顯工業污染源存在，是典型工業區域。采用布設在光化學方艙內的武漢天虹儀表公司TH-300B 揮發性有機物在線監測系統進行數據采集，采樣口距離地面2.5m。樣品采集后，通過低溫除水阱完成除水及初步聚焦過程，經除CO2管去除樣本中CO2，最后采用電制冷超低溫空管富集濃縮技術（-150℃）完成VOCs的富集。樣品富集完成后，加熱進入安捷倫GC-FID/MS聯用儀器進行監測分析，該儀器已廣泛應用于在線痕量揮發性有機物的測量，測量物種涵蓋臭氧前體物碳氫化合物（58種）、鹵代烴（31種）和含氧（氮）揮發性有機物（13種），測量時間頻率為1h，觀測期間對儀器進行實時維護，保證其具有良好運行狀態，確保數據準確性和有效性，分析中將所監測揮發性有機物的總濃度確定為 VOCs 濃度。環境空氣質量臭氧濃度使用全國環境空氣質量實時發布平臺（http：//106.37.208.233：20035/）中蘭州市國控站點蘭煉賓館（西固區）數據。

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收稿日期：2020-02-21

作者簡介：楊燕萍（1989-），女，碩士，工程師，研究方向為環境空氣質量預報預警。