【摘 要】
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羰基化合物作为光化学反应的重要中间产物,它对自由基、臭氧以及二次有机气溶胶的生成都有着十分重要的贡献。近年来臭氧污染日益加重,开展大气羰基化合物研究有着重要的意义。本研究以山东省淄博市为研究区域,采用2,4-二硝基苯肼(2,4-dinitrophenylhydrazine,DNPH)离线方法开展春、夏、秋、冬四季城区点(钟楼)和背景点(鲁山)的羰基化合物采样分析;采用苏玛罐离线方法开展城区夏季多点
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羰基化合物作为光化学反应的重要中间产物,它对自由基、臭氧以及二次有机气溶胶的生成都有着十分重要的贡献。近年来臭氧污染日益加重,开展大气羰基化合物研究有着重要的意义。本研究以山东省淄博市为研究区域,采用2,4-二硝基苯肼(2,4-dinitrophenylhydrazine,DNPH)离线方法开展春、夏、秋、冬四季城区点(钟楼)和背景点(鲁山)的羰基化合物采样分析;采用苏玛罐离线方法开展城区夏季多点位(田镇、北郊、辛店)的羰基化合物与非甲烷烃采样分析。基于上述观测数据对大气羰基化合物的污染特征、来源与对臭氧生成敏感性进行了研究。城区点(钟楼)和背景点(鲁山)四季研究结果表明,城区点羰基化合物的平均浓度为(10.41±4.91)ppbv,背景点为(7.90±3.69)ppbv,且甲醛、乙醛和丙酮之和分别占总羰基化合物的74%和78%。两点位羰基化合物呈现出明显的午后峰值现象,并伴随早晚交通高峰出现浓度上升。两点位夏季羰基化合物的二次生成来源占主导,冬季的一次源贡献占比较大,鲁山作为高山背景点,也显著受人为源排放影响。与全球其他环境比较的结果表明,鲁山羰基化合物浓度水平与其他背景点类似,且广泛应用的物种比值法存在极大的不确定性。城区夏季多点位研究结果表明,田镇、北郊、辛店采样期间TVOC(Total Volatile Organic Compounds)平均浓度水平分别为(56.6±47.94)、(47.11±14.19)、(67.47±30.85)ppbv。北郊与辛店的VOCs活性组分均以羰基化合物占比最大,田镇的VOCs臭氧生成潜势以烯烃占比最大且·OH反应活性以异戊二烯占比最大。利用正交矩阵因子模型(Positive Matrix Factorization,PMF)源解析获得5个因子,识别为天然源、交通源、油气挥发源、二次生成与背景、工业与溶剂使用源。田镇、北郊、辛店的VOCs来源贡献占比最大的源分别为油气挥发源、二次生成与背景、二次生成与背景。臭氧生成敏感性分析表明,羰基化合物作为基于观测模型(Observation-Based Model,OBM)的输入数据与否可能会改变臭氧控制区属性的判定,缺少羰基化合物输入时会导致其他各类别VOCs相对增量反应活性(Relative Incremental Reactivity,RIR)被高估。不同类别AVOCs(Anthropogenic Volatile Organic Compounds)的RIR及不同源VOCs的RIR计算结果均表明臭氧生成对羰基化合物敏感,交通源与油气挥发源中羰基化合物的RIR值较高。在VOCs二次生成占比较大的环境中,臭氧生成对羰基化合物有着较高的敏感性。本研究比较全面地研究了城区与背景点羰基化合物的四季变化特征与来源,城区夏季多点位羰基化合物污染特征及其作为OBM模型输入数据与否对臭氧生成敏感性的影响,该研究可为认识城市羰基化合物污染特征并科学制定大气污染物管控策略提供科技支撑。
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