大連市環境空氣揮發性有機物污染特征研究

◎曹姍姍

一、引言

臭氧是城市大氣的重要污染物，主要由揮發性有機物（volatile organic compounds，VOCs）和氮氧化物（NOx）經光化學反應生成。VOCs 作為參與光化學反應的重要物種，其組分特征越來越復雜，且體積分數有大幅上升的趨勢。現代城市中由VOCs引發的污染問題已引起人們廣泛關注，由VOCs 引起的環境問題日益突出。因此，VOCs 作為近地層大氣O3的重要前體物，研究其在大氣中的含量、變化特征及臭氧生成潛勢等，對于城市大氣光化學污染原因解析及控制措施的制定有重要意義。

近年，在顆粒物污染顯著好轉的同時，臭氧污染開始凸顯，大連市空氣污染呈現細顆粒物和O3共存的大氣復合污染特征，本研究通過分析大連市臭氧前驅物，估算大連市各VOCs 的臭氧生成潛力，分析各物種對臭氧生成貢獻，探討VOCs 優先控制物種及來源。

二、監測方法

1.監測點位與方法。

大連市環境空氣VOCs 監測工作設置1 個監測點位，位于遼寧省大連生態環境監測中心4 層樓頂，該點位毗鄰國控星海三站點位，是大連城區內典型的人口密集區，周圍居民區、機動車流量等各方面都具有很好的代表性，監測數據可以反映大連市區綜合環境質量狀況。

2.監測時間和頻次。

手工監測包括常規監測及加密監測，參考2018 年大連市臭氧濃度狀況，選擇在2019 年6 月份里選擇1 個預測降水少的時段，開展連續10 天的加密監測，其它時間開展常規監測。

手工監測罐采樣方式主要采集原PAMS 物質和其他揮發性有機物（部分TO15 物質）所列的目標物，采樣管采樣方式主要采集醛、酮類（OVOCs）物質。

3.監測項目和方法。

手工監測項目共117 種物質，采樣及實驗室測試方法依據見表1。

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4.監測成果。

（1）濃度水平分析。

2019 年，大連市手工監測VOCs 平均體積濃度為14.52×10-9，主要組成以烷烴為主，占比54.1%，其次為鹵代烴，占比19.3%，從VOCs 類別體積濃度來看，烷烴＞鹵代烴＞OVOCs＞芳香烴＞烯烴＞有機硫，炔烴未檢出，各月類別濃度占比略有不同，夏季以OVOCs 和烷烴為主，其他季節以烷烴和鹵代烴為主，手工監測VOCs 類別體積濃度監測結果見表2，手工監測VOCs 類別體積濃度占比月變化見圖1。

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圖1 手工監測VOCs 類體積濃度占比月變化

與上年相比（2018 年從4 月開展監測），2019 年4~12 月大連市手工監測VOCs 平均濃度呈下降趨勢，其中，8 月VOCs 濃度下降最多，下降65.1%，4 月VOCs 濃度上升最多，上升32.4%。2019年手工監測VOCs 各月體積濃度及同比見圖2。

圖2 手工監測VOCs 各月體積濃度及同比

（2）活性水平分析。

2019 年大連市大氣中VOCs 平均活性濃度為31.89×10-9，從活性類別來看，烯烴和OVOCs 占比較大，活性濃度分別為10.54×10-9 和9.71×10-9，OVOCs 和烯烴的臭氧生成貢獻分別為33.0%和30.4%，烷烴占比21.4%，芳香烴占比14.8%，鹵代烴占比極低僅為0.2%。手工監測VOCs 類別OFP 占比月變化及手工監測VOCs 類別濃度與OFP 占比對比見圖3 和圖4。

圖3 手工監測VOCs 類別OFP 占比月變化

圖4 手工監測VOCs 各類別濃度與OFP 占比對比

2019 年，大連市大氣中OFP 最高的前10 種物質累計占VOCs 體積濃度的67。8%，臭氧生成貢獻占比88.4%。OFP 最高的物種為丙烯，因其化學性質活潑，臭氧生成貢獻最大，而濃度最高的丙烷，化學性質較穩定，臭氧生成貢獻位列第六。手工監測VOCs 關鍵物種OFP 與濃度對比見圖5。

圖5 手工監測VOCs 關鍵物種OFP 與濃度對比

三、小結

2019 年，大連市手工監測中檢出的揮發性有機物主要為烷烴、鹵代烴和OVOC 等，主要活性物種為丙烯、甲醛、乙醛、甲苯、正丁烷和丙烷等。手工監測顯示6、7 月份OVOC 占比最大，其他月份烷烴占比最大，烯烴雖然濃度低，但因其化學性質較為活潑，臭氧生成貢獻最高。