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德州市冬季大气挥发性有机物污染特征及其对臭氧和二次有机气溶胶生成的贡献
投稿时间:2020-10-16    点此下载全文
引用本文:刘毅,俞颖,宋锴,万子超,陆思华,于雪娜,曾立民,郭松.德州市冬季大气挥发性有机物污染特征及其对臭氧和二次有机气溶胶生成的贡献[J].南京信息工程大学学报,2020,12(6):665~675
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作者单位E-mail
刘毅 北京大学 环境科学与工程学院/环境模拟与污染控制国家重点实验室, 北京, 100871  
俞颖 北京大学 环境科学与工程学院/环境模拟与污染控制国家重点实验室, 北京, 100871  
宋锴 北京大学 环境科学与工程学院/环境模拟与污染控制国家重点实验室, 北京, 100871  
万子超 北京大学 环境科学与工程学院/环境模拟与污染控制国家重点实验室, 北京, 100871  
陆思华 北京大学 环境科学与工程学院/环境模拟与污染控制国家重点实验室, 北京, 100871  
于雪娜 北京大学 环境科学与工程学院/环境模拟与污染控制国家重点实验室, 北京, 100871  
曾立民 北京大学 环境科学与工程学院/环境模拟与污染控制国家重点实验室, 北京, 100871
南京信息工程大学 大气环境与装备技术协同创新中心, 南京, 210044 
 
郭松 北京大学 环境科学与工程学院/环境模拟与污染控制国家重点实验室, 北京, 100871
南京信息工程大学 大气环境与装备技术协同创新中心, 南京, 210044 
songguo@pku.edu.cn 
基金项目:国家重点研发计划(2017YFC0213000,2016YFC0202000);国家自然科学基金(41977179,21677002,91844301)
中文摘要:利用气相色谱-质谱仪/火焰离子检测器(Online-GC-MS/FID)对2017年冬季山东德州大气中99种挥发性有机物(VOCs)进行连续测量,研究了VOCs浓度和组分特征、日变化趋势、来源及其对臭氧(O3)、二次有机气溶胶(SOA)生成的贡献.结果表明,德州大气VOCs平均体积分数为(47.74±33.11)×10-9,烷烃占比最大,为40.66%.总VOCs及其组分表现出早晚体积分数高、中午体积分数低的日变化规律.德州大气中丙烷、丙烯、苯及甲苯和二氯甲烷分别受到液化石油气挥发、生物质燃烧、机动车排放和溶剂使用等人为源的影响.反向轨迹模型分析发现,北方内陆气团对德州VOCs体积分数具有一定贡献.烷烃、烯烃、芳香烃的臭氧生成潜势分别为(34.87±33.60)、(120.48±118.76)和(59.77±94.14)μg/m3,乙烯、丙烯、甲苯和间/对二甲苯的贡献较大.芳香烃氧化主导了SOA生成,其贡献率为93.7%,甲苯、间/对二甲苯、苯对SOA生成的贡献最大.为解决大气复合污染问题、实现臭氧和PM2.5协同控制,德州应重点控制甲苯、间/对二甲苯等芳香烃的排放.
中文关键词:挥发性有机物  芳香烃  臭氧生成潜势  二次有机气溶胶
 
Winter VOCs and their contribution to ozone formation potential and secondary organic aerosol yields in Dezhou
Abstract:A total of 99 volatile organic compounds (VOCs) were measured using online Gas Chromatography Mass Spectrometer/Flame Ionization Detector (GC-MS/FID) at a rural site in Dezhou from November,2017 to January,2018.The VOCs composition,diurnal variation,sources,ozone formation potential (OFP),and secondary organic aerosol (SOA) yields were analyzed.The average volume fraction of total VOCs was (47.74±33.11)×10-9,and alkanes were the most abundant VOCs species (40.66%).The diurnal variation of VOCs showed high concentration in morning and evening but low concentration at noon.Propane,propylene,benzene,methylbenzene,and dichloromethane were mainly from liquid petrol gas usage,biogenic sources,vehicle emissions,and solvent usage.Back trajectory model analysis showed that air mass from the north might contribute to VOCs concentration.The OFP of alkanes,alkenes,and aromatics were (34.87±33.60),(120.48±118.76),and (59.77±94.14) μg/m3,respectively;and ethylene,propylene,toluene,and m/p-xylene were the top 4 species which contributed most to OFP.The SOA formation was explored and aromatics,including toluene,m/p-xylene,and benzene,contributed most to SOA (93.7%).As a result,reducing aromatics emission will be an important way to control the ozone and PM2.5 pollution in Dezhou.
keywords:volatile organic compounds (VOCs)  aromatics  ozone formation potential (OFP)  secondary organic aerosol (SOA)
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