南京北郊VOCs对臭氧和二次有机气溶胶潜在贡献的研究

林 旭，朱 彬，安俊琳，杨 辉 （南京信息工程大学，气象灾害预报预警与评估协同创新中心，中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室，江苏 南京 210044）

南京北郊VOCs对臭氧和二次有机气溶胶潜在贡献的研究

林 旭，朱 彬*，安俊琳，杨 辉 （南京信息工程大学，气象灾害预报预警与评估协同创新中心，中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室，江苏 南京 210044）

2013年3月1日～2014年2月28日采用GC5000在线气相色谱仪对南京北郊大气环境中的挥发性有机物（VOCs）进行了为期一年的连续监测，分析了VOCs的组成特征及季节、日变化规律，并结合PMF受体模型，采用最大增量反应活性（MIR）系数及气溶胶生成系数（FAC）分析了VOCs及其各来源的O3和SOA生成潜势.结果显示，南京北郊大气环境中TVOCs小时平均体积分数为45.63×10-9，TVOCs及各组分浓度呈现秋冬季高、夏季低的季节变化特征和双峰结构的日变化规律.SOA总生成量约为2.07μg/m3，芳香烃对其贡献率最大，占95.93%，其中的苯系物是生成SOA的优势物种；烯烃对OFP的贡献最大，接近65%；烷烃虽为VOCs的优势组分，却并非OFP和SOA的主要贡献者.不同季节VOCs的受体模型解析结果显示，工业排放和汽车尾气是南京北郊最主要的VOCs来源.富含苯系物的VOCs来源对SOA的贡献最大，对OFP贡献最大的则为富含乙、丙烯及异戊二烯的VOCs来源；春、秋、冬三季汽车尾气及工业排放（包括石化工业）二源对大气中的VOCs浓度、SOA的贡献及OFP的贡献影响最为显著，而夏季溶剂使用及植物源对SOA及OFP的贡献不容忽视.

挥发性有机物；SOA；OFP；来源；贡献

挥发性有机物（VOCs）是对流层臭氧（O3）和二次有机气溶胶（SOA）的重要前体物［1-2］，对城市O3和灰霾等复合型大气污染的形成至关重要［3-5］，同时，很多VOCs组分为有毒有害物质，严重危害人体健康［6］.因此，由VOCs引起的大气环境污染问题已受到世界上许多国家的广泛关注，而其对大气复合污染的贡献亦成为其中的一大研究热点［7-10］.

国内外就VOCs对O3的潜在贡献方面已展开了大量的研究，Bowman等［11］和Carter等［8］研究表明大气中VOCs成分复杂多变且彼此之间臭氧生成潜势差异极大.吴方等［12］对北京奥运期间VOCs浓度变化、臭氧产生潜势及来源进行了研究，结果显示北京地区大气中O3产生潜力最大的是芳香烃类化合物占47%，其次为烯烃占40%，烷烃最低占13%；臭氧产生潜力最高的物种为1，2，4-三甲苯，其次为间二甲苯，对二甲苯，甲苯，1，3，5-三甲苯和1-丁烯.陈长虹等［13］对上海市城区VOCs的年变化特征和关键活性组分的研究表明芳香烃对OFP的贡献率最大为62.75%，其次为烯烃21.70%，VOCs中的关键活性组分是二甲苯、甲苯、乙苯、乙烯、丙烯、反-2-丁烯及异戊二烯等.朱少峰等［14］对深圳大气VOCs浓度变化特征与化学反应活性进行了探讨，结果显示芳香烃物种是臭氧生成最主要的贡献者，其次为烯烃和烷烃，且甲苯和间，对-二甲苯是对臭氧生成贡献最大的2个物种，占总VOCs的1/3以上.安俊琳等［15］和李用宇等［16］分别就南京北郊VOCs体积分数和光化学特征进行了深入探讨，结果均显示烯烃对OFP的贡献最大，芳香烃次之，烷烃对OFP贡献最小.

二次有机气溶胶（SOA）是细颗粒物的重要组成部分［17］，平均占PM2.5有机组分质量的20%～50%［18］，它们是天然源和人为源排放的VOCs（挥发性有机物）或SVOC（半挥发性有机物）经大气氧化和气/粒分配等过程而生成的悬浮于大气中的固体或液体微粒，能影响人体健康、降低能见度及影响气候变化［19-20］.近年来，国内外学者就SOA生成机制已开展了大量的烟雾箱实验研究［9-10，21-23］，其中使用较为广泛的是Grosjean等［9-10］在综合大量烟雾箱实验数据和大气化学动力学数据的基础上提出的一套气溶胶生成系数（fractional aerosol coefficient，FAC）.Barthelmie等［24］、Kourtidis等［25］及Dechapanya等［26］分别在英国哥伦比亚、希腊雅典和美国雷克萨斯州的休斯顿地区结合VOCs观测数据及FAC对SOA的生成潜势做了深入的探讨，结果均显示芳香烃对SOA的生成贡献最大.国内的吕子峰等［27］和王倩等［28］利用FAC系数分别对北京和上海的SOA生成潜势进行了探讨研究，结果亦显示芳香烃是生成SOA的优势组分.王扶潘等［29］利用FAC系数法对深圳大气中各芳香烃和异戊二烯的SOA生成潜势进行了研究，结果显示甲苯对SOA生成贡献最大.

目前，国内对SOA生成潜势的相关报道总体比较匮乏，而针对VOCs的氧化对O3和SOA的潜在贡献的综合对比分析更是鲜有研究.为此，本文基于在线的GC5000气相色谱仪对南京北郊大气中的VOCs进行了连续一年的观测，并结合最大增量反应活性（MIR）系数［8］及气溶胶生成系数（FAC）［9-10］分析了O3生成潜势和SOA生成潜势，并采用PMF受体模型对大气中的VOCs进行了来源解析，在此基础上进一步深入对比分析了各VOCs来源的O3及SOA生成潜势，以期待为南京市制定相关政策综合控制大气复合污染提供一定的科学依据.

1 材料与方法

1.1 采样地点与采样时间

本次研究观测地点位于南京市浦口区南京信息工程大学气象楼楼顶（32o12'N，118o42'E，海拔高度:62m）.采样点东侧毗邻主干道宁六路，车流量较大；西南边为龙王山风景区；测点以东3～6km处是包括石化工业、钢铁厂、化工厂和热电厂等大型企业的工业园区.采样时间为2013 年03月01日～2014年02月28日.

1.2 仪器与分析方法

VOCs观测采用由德国AMA公司提供的集自动采样、富集和分析功能于一体的GC5000在线气相色谱仪.该系统主要包括GC5000VOC（单级富集）和GC5000BTX（两级富集）两台自动分析色谱仪，可分别测量C2～C6的低沸点物种和C4～C12的高沸点物种，检测器均为氢火焰离子化检测器（FID）.

测量原理:环境空气样品通过采样经干燥后直接进入分析系统，有机物在富集管的特殊材料中吸附解析后，进入毛细管柱进行分离，而后由FID检测有机物含量.仪器可检测C2～C12共计56种挥发性有机物，包括29种烷烃、10种烯烃、16种芳香烃和1种炔烃.系统时间分辨率为1h.同时为保证数据的有效性和可靠性，观测期间利用DIM200校准模块（稀释100倍）进行4周左右一次的校正，其中校正气体采用美国环保署认可的Linde Gas North America LLC提供的混合标气. 1.3 VOCs的SOA及O3生成潜势研究方法

本研究基于Grosjean的烟雾箱实验［9］，采用气溶胶生成系数（FAC）［9-10］来估算环境大气中VOCs的SOA生成潜势:

式中:SOAp是SOA生成潜势，μg/m3；VOCs0是排放源排出的初始浓度，μg/m3；FAC是SOA的生成系数.考虑到受体点测得的VOCs往往是经过氧化后的浓度VOCst，它与排放源排出的初始浓度VOCs0之间的关系可通过下式表示:

式中:FVOCr为VOCs物种参与反应的分数（%）. Grosjean［9］假设SOA只在白天生成（ 08: 00～17: 00），且VOCs只与OH发生反应生成SOA，公式（1）和（2）中用到的FAC和FVOCr由烟雾箱实验获得［9-10］.

采用最大增量反应活性（MIR）系数分析O3生成潜势（OFP），定义公式如下:

式中:［VOC］i为实际观测的某种VOC大气环境浓度；MIR为VOCs物种的最大增量反应活性，该系数采用Carter［8］实验结果，计算结果见表1.

1.4 PMF受体模型介绍

PMF（正矩阵因子分析）由芬兰赫尔辛基大学的Dr.Paatero在20世纪90年代中期开发.随着PMF2.0，PMF3.0等版本的发布，该模式已广泛地应用于空气质量中的源解析研究.其原理为:假设X为n×m矩阵，n为样品数，m为化学成分的数目，那么X可以分解为X=GF+E，其中G为n×p的矩阵，F为p×m的矩阵，p为主要污染源的数目，E为残数矩阵［30］.定义

式中:Xij为第i个样本中第j种物质的浓度；gik为第k个因子对第i个样本的贡献；fkj为第j种物质在第k个因子中的百分数； eij为第i个样本中第j种物质的残余；sij为第i个样本中第j种物质的不确定值估计.

PMF模式解析过程即要求Q值趋于最小，在gik≥0， fkj≥0的约束条件下，通过迭代最小化算法对Q求解，同时确定G（污染源贡献）和F（源成分谱）［31］.PMF受体模型运行前需要为其提供两类数据［32］，一类是浓度数据，一类是不确定值数据，相应的数据处理方法见文献［33-34］.

2 结果与讨论

2.1 南京北郊VOCs组成及变化特征

本次实验共检测出56种VOCs，包括29种烷烃，10种烯烃，16种芳香烃和1种炔烃（乙炔）.表1给出了观测期间各VOCs平均体积分数的统计结果，南京北郊全年TVOCs（总挥发性有机物）小时平均体积分数为45.63×10-9，其中烷烃为21.02×10-9，烯烃为10.01×10-9，芳香烃为10.02× 10-9，乙炔为4.58×10-9.它们分别占TVOCs的46.07%、21.94%、21.96%和10.03%，可见烷烃是南京北郊大气环境中含量最为丰富的组分.对VOCs体积分数贡献率排名前10的物种依次为:乙烷13.17%、乙烯12.29%、乙炔10.04%、丙烷7.54%、苯6.38%、甲苯5.39%、丙烯5.19%、正丁烷4.60%、异丁烷4.12%及乙基苯4.08%，累计占总VOCs的72.80%，可见南京北郊大气环境中VOCs的优势物种为C2～C4的烷、烯烃，乙炔及苯系物，这与李用宇等［16］的研究结果一致.

表1 南京北郊VOCs平均体积分数、二次有机气溶胶及臭氧生成潜势Table 1 Average mixing ratio of the VOCs，the potential formation of SOA and O3in the northern suburb of Nanjing

续表1

图1（a）显示观测期间南京北郊大气中TVOCs体积分数呈现出明显的季节变化特征:秋季＞冬季＞春季＞夏季.烷烃和烯烃与TVOCs呈现出一致的季节变化特征，而芳香烃和乙炔则略有不同，呈现出:冬季＞秋季＞春季＞夏季的变化特征.一般来说，VOCs浓度的季节性变化主要受3个因素的影响［35］:（1）VOCs源强的改变；（2）OH自由基的季节性丰度不同，从而导致光化学反应程度不同；（3）大气混合状态的变化.南京北郊TVOCs及其各组分秋冬季体积分数较大主要是由于相对于夏季来说秋冬季温度较低，大气光化学反应不太活跃，不利于VOCs的去除，且大气层结较稳定，夜间常出现逆温现象，不利于污染物的扩散稀释.安俊琳等［15］研究显示南京北郊VOCs的体积分数呈现夏季高，冬季低的季节变化规律，与本文结论存在差异，这主要是由于本文所用数据的采样时间为2013年3月1日～2014年2月28日，第二届亚洲青年运动会于2013年8月16日～8 月24日在南京举办，为此南京市政府出台了一系列环境质量保障临时管控措施，并取得不错的成效，因而本次实验期间夏季VOCs浓度相对偏低.

污染物浓度的日变化主要受2个原因的影响，一是污染源强度的变化，二是扩散条件（如气温、气压、风速）的改变［36］.图1（b）显示观测期间南京北郊TVOCs、烷烃、烯烃、芳香烃及乙炔的日变化曲线呈现出较为一致的双峰结构，峰值主要出现在早上8:00和晚上的20:00左右，与交通高峰时间基本吻合，极小值出现在14:00.早晨随着上班高峰的来临，交通、工业等人类活动逐渐频繁，使得VOCs体积分数迅速增加达第1个峰值，之后，太阳辐射及湍流运动不断加强，大气光化学反应程度加剧，VOCs体积分数逐渐下降于14:00出现极小值；傍晚太阳辐射减弱，光化学反应逐步停止，并伴随交通晚高峰的到来，VOCs浓度水平开始逐步回升并达到第2个峰值.此外，VOCs及各组分体积分数均表现出夜大于昼的变化特征，这主要是因为夜间没有光化学反应的消耗及较低的大气边界层高度不利于污染物的扩散导致的.

图1 南京北郊VOCs季节及日变化特征Fig.1 Seasonal variation and diurnal variation of VOCs in the northern suburb of Nanjing

2.2 南京北郊VOCs的二次有机气溶胶及臭氧生成潜势

基于Grosjean的烟雾箱实验［9］，采用气溶胶生成系数（FAC）［9-10］估算南京北郊大气中VOCs的SOA生成潜势，并结合最大增量反应活性（MIR）系数［8］分析臭氧生成潜势（OFP）.虽然利用FAC系数法估算SOA的生成潜势时只考虑了VOCs与OH自由基发生的反应，而并没有考虑到NO3自由基和O3，并且本研究也只能测得大气环境中的56种VOCs物种，还有其他对SOA有贡献的VOCs和SVOC无法测得，因而估算的结果偏低，但是仍能给出SOA生成的大致数量级，并能指明各SOA前体物的相对贡献，对于识别其关键前体物很有帮助［26-28］.表1显示对SOA有贡献的VOCs物种共24个，其中烷烃11个，芳香烃13个.SOA的总生成量约为2.07μg/m3，其中烷烃和芳香烃的SOA生成贡献分别占4.07%和95.93%，与王倩等［28］的研究结果较为接近.结合VOCs全年平均体积分数分析可发现占TVOCs体积分数近一半的烷烃对SOA生成的贡献率不到5%，而仅占TVOCs体积分数20%左右的芳香烃对SOA的贡献率则超过95%，且不同季节（表2）中，芳香烃均为生成SOA的关键组分，其SOA的生成量冬季最高，夏季最低，与其体积分数的季节变化规律基本一致.进一步分析发现对SOA生成贡献率最大的5种VOCs物种分别为甲苯27.28%，乙基苯26.12%，苯9.54%，间、对-二甲苯9.36%和邻二甲苯5.60%，累积占总贡献的77.90%.可见芳香烃中苯系物是生成SOA的绝对优势物种.

图2 南京北郊环境大气中各VOCs组分对总VOCs浓度、SOA及OFP的相对贡献率Fig.2 Relative contribution of the components of VOCs to the total VOCs concentration，SOA and OFP in the northern suburb of Nanjing

对VOCs物种进行OFP分析后发现，体积分数仅占20%左右的烯烃对OFP的贡献接近65%，是大气化学反应活性最强的组分，这与安俊琳等［15］和李用宇等［16］的研究结果一致.芳香烃对OFP的贡献仅次于烯烃，其占TVOCs体积分数的百分比和OFP贡献率均在20%左右；而占体积分数比重最大的烷烃对OFP的贡献却最小，仅为13%左右，对SOA生成的贡献率亦不到5%.不同季节中（表2）烯烃对OFP的贡献均最为显著，芳香烃次之，烷烃最小.做为主要贡献者，烯烃对OFP的的影响秋季最大，夏季最小，与其体积分数的季节变化呈现一致的规律.可见烷烃虽为南京北郊大气环境中VOCs的优势组分，却并非OFP 和SOA的主要贡献者.

表2 南京北郊不同季节各VOCs组分的二次有机气溶胶及臭氧生成潜势Table 2 The potential formation of VOCs components in different seasons to SOA and OFP in the northern suburb of Nanjing

图2与表1表明芳香烃对SOA贡献最大，其贡献率超过95%；其次为烷烃，贡献率为4.07%. 对SOA贡献最大的10种物质及其贡献率分别为:甲苯27.28%、乙基苯26.12%、苯9.54%、间、对-二甲苯9.36%、邻二甲苯5.60%、邻乙基甲苯5.1%、1，2，4-三甲基苯4.2%、1，3，5-三甲基苯2.52%、对乙基甲苯2.19%及间乙基甲苯1.45%，累计贡献率为93.36%，可见苯系物是生成SOA的绝对优势物种.烯烃是对OFP贡献最大的组分，贡献率达64.46%；其次为芳香烃，贡献率为20.62%.对OFP贡献排名前10的物种及各自贡献率为:乙烯32.65%、丙烯17.52%、异戊二烯8.09%、甲苯5.22%、乙基苯3.95%、间、对-二甲苯3.61%、1-丁烯3.0%、1，2，4-三甲基苯2.98%、邻二甲苯1.99%及乙炔1.80%，可见C2～C5的烯烃、苯系物及乙炔是生成O3的优势物种.总体而言，虽然在南京北郊大气环境中对总VOCs体积分数、SOA及OFP这三者贡献最大的VOCs组分各不相同，依次为:烷烃、芳香烃及烯烃，但苯系物对三者均有很大贡献，尤其是对SOA贡献最为显著，是生成SOA的绝对优势物种，且苯系物多为有毒有害物质，严重危害人体健康［37］，应引起高度关注.

2.3 南京北郊VOCs来源及其对SOA和O3的潜在贡献

为了进一步深入探讨VOCs对SOA及OFP的贡献情况，利用PMF受体模型对南京北郊大气环境中VOCs分季节进行来源解析，并利用上述的气溶胶生成系数法及MIR系数法就四季VOCs各来源对SOA及OFP的贡献进行进一步的分析研究.

经PMF受体模型逐步逼近后，确定了南京北郊春季VOCs的主要来源有5个（图3）:燃料挥发源占18.42%、汽车尾气排放源占27.22%、工业排放源占32.83%、溶剂使用源占10.71%、植物排放源占10.82%.夏季南京北郊大气环境中5种VOCs来源的贡献比分别为:植物排放源占16.15%、工业排放源占31.64%、汽车尾气排放源占21.43%、溶剂使用源占11.74%、化学工业源占19.04%.秋季VOCs5种来源的贡献百分比分别为:燃料挥发源占20.69%、工业排放源占25.14%、汽车尾气排放源占24.14%、溶剂使用源占8.89%、石油化工源占21.15%.冬季南京北郊VOCs共有4个来源，其贡献比分布为:燃料挥发源占19.81%、工业排放源占41.83%、汽车尾气排放源占21.35%、溶剂使用源占17.02%.可见工业排放源和汽车尾气排放源是南京北郊最主要的VOCs来源，与夏丽［38］的研究结果较为一致.

图4给出了采样点四季VOCs各来源的SOA贡献情况，除夏季以外，其余三季对SOA贡献最大的2种VOCs来源呈现出一致的规律:汽车尾气对SOA的贡献最大，其次为溶剂使用.叶伟红等［39］认为汽车尾气中苯系物的含量丰富，而溶剂中亦含有大量的BTEX［40］，此二源对SOA的贡献最大表明苯系物是生成SOA的优势物种，这与表1和图2的结论一致.而夏季汽车尾气对SOA的贡献明显低于其他季节，这主要是因为一方面2013年夏季亚青会在南京举办，南京市政府出台一系列环境质量保障临时管控措施，如延长机动车限行时间、增加限行车型等，大大降低了汽车尾气排放源强度；另一方面南京夏季盛行偏南风，而主要的机动车污染源为采样点东边的宁六路，所以夏季汽车尾气对SOA贡献明显降低，同时溶剂使用源因高温而具备高挥发性，对SOA的贡献较为显著.

图3 南京北郊春、夏、秋、冬四季VOCs来源组成百分比Fig.3 Contribution of various emission sources to VOCs in spring，summer，autumn and winter in the northern suburb of Nanjing

图5给出了采样点四季各VOCs来源的OFP贡献情况，南京北郊四个季节中各VOCs来源对OFP的贡献没有较为一致的分布规律.春、夏、秋、冬四季中对OFP贡献最大的源分别为:汽车尾气排放源，植物排放源，石油化工源和工业源.其中秋季石油化工对OFP的高贡献率主要与亚青会后工厂全面恢复生产及秋季盛行东北风，主要的石化企业污染源位于采样点的上风向有关.结合表1和图2发现南京北郊VOCs中对OFP贡献最大的组分为烯烃，其中乙烯、丙烯和异戊二烯是其中最关键的活性物种，其对OFP的累积贡献率近60%.而陆思华等［41］研究表明乙烯主要存在于石油化工及汽车尾气中，丙烯主要分布于石油液化气及汽车尾气中，而异戊二烯是植物排放的示踪物.此外乙烯和丙烯对工业排放源的贡献也较大.由此表明，虽然南京北郊四季各VOCs来源的OFP生成贡献没有较为一致的规律，但是它们从根本上反应出共同的本质特征即富含烯烃尤其是乙烯、丙烯及异戊二烯的来源对OFP贡献最大.对比图4和图5可发现，春、夏、秋、冬四季对SOA和OFP的贡献最大的源分别为:汽车尾气排放源和汽车尾气排放源、溶剂使用源和植物排放源、汽车尾气排放源和石油化工源、汽车尾气排放源和工业排放源.此外，图3亦显示工业排放和汽车尾气排放是南京北郊VOCs最主要的2种排放源.所以，在春、秋、冬三季从源头方面控制大气环境中的VOCs浓度、VOCs对SOA的贡献及VOCs对OFP的贡献这三者目标是一致的即控制汽车尾气排放及工业排放（包括石化工业）.夏季除关注上述二源外，溶剂使用及植物源因高温而具备高挥发性也应引起高度关注.

图4 南京北郊四季VOCs来源对SOA的潜在贡献Fig.4 The potential contribution of the sources of VOCs in different seasons to SOA in the northern suburb of Nanjing

图5 南京北郊四季VOCs来源对OFP的潜在贡献Fig.5 The potential contribution of the sources of VOCs in different seasons to OFP in the northern suburb of Nanjing

3 结论

3.1 观测期间，南京北郊大气环境中TVOCs小时平均体积分数为45.63×10-9，其中烷烃含量最高，占TVOCs的46.07%；其次为芳香烃、烯烃和乙炔，分别占TVOCs的21.96%、21.94%和10.03 %.TVOCs、烷烃和烯烃的浓度呈现出一致的季节变化特征:秋季＞冬季＞春季＞夏季；而芳香烃和乙炔则略有不同，呈现出:冬季＞秋季＞春季＞夏季的季节变化特征.TVOCs及其各组分的日变化规律呈现出较为一致的双峰结构，峰值出现在早8:00和晚20:00左右，谷值出现在14:00，夜间浓度大于白天.

3.2 测得的56种VOCs中对SOA有贡献的共

24种，其中烷烃11种，芳香烃13种，对生成SOA的相对贡献率分别为4.07%和95.93%，SOA的总生成量约为2.07μg/m3，对SOA生成贡献率最大的5种VOCs物种分别为甲苯27.28%，乙基苯26.12 %，苯9.54%，间、对-二甲苯9.36%和邻二甲苯5.60%，芳香烃中苯系物是生成SOA的绝对优势物种.烯烃对OFP的贡献最大，接近65%，其次为芳香烃，而烷烃虽为大气中VOCs的优势组分，却并非OFP和SOA的主要贡献者.

3.3 虽然南京北郊大气环境中对总VOCs体积分数、SOA及OFP这三者贡献最大的VOCs组分各不相同，依次为:烷烃、芳香烃及烯烃，但苯系物对三者均有很大贡献，尤其是对SOA贡献最为显著，是生成SOA的绝对优势物种.

3.4 根据PMF受体模型的解析结果，南京北郊春、夏、秋三季的VOCs均有5个来源，冬季VOCs的来源有4个，不同季节的源解析结果一致显示工业排放和汽车尾气是南京北郊最主要的VOCs污染源.

3.5 富含苯系物的VOCs来源在不同季节中对SOA的贡献均较大，如汽车尾气排放源和溶剂使用源；富含乙烯、丙烯和异戊二烯的VOCs来源则对OFP的贡献较为显著，如石油化工源、汽车尾气排放源和植物排放源.春、秋、冬三季汽车尾气排放及工业排放（包括石化工业）此二源对大气环境中的VOCs浓度、VOCs对SOA的贡献及VOCs对OFP的贡献这三者的影响最为显著，应作为重点源头加以控制，而夏季溶剂使用源及植物源因高温而具备高挥发性，其对SOA及OFP的贡献亦不容忽视.

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Potential contribution of secondary organic aerosols and ozone of VOCs in the Northern Suburb of Nanjing.

LIN Xu， ZHU Bin*， AN Jun-lin， YANG Hui （Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters， Key Laboratory for Aerosol-Cloud-Precipitation of China Meteorological Administration， Nanjing University of Information Science and Technology， Nanjing 210044， China）. China Environmental Science， 2015，35（4）：976～986

A continuous observation campaign was carried out with the GC5000 volatile organics online monitoring system from March 1， 2013 to February 28， 2014 in the northern suburb of Nanjing， characteristics of their composition，seasonal variation and diurnal variation were analyzed， PMF， the maximum incremental reactivity coefficient （MIR）and the fractional aerosol coefficients （FAC）were used to estimate the potential formation of secondary organic aerosols （SOA）and O3from VOCs and their sources. The results showed that the hourly average mixing ratio of the TVOCs was 45.63×10-9. There was an obvious seasonal cycle of VOCs， with the maximum in winter and autumn and minimum in summer. Diurnal variation of VOCs mixing ratios showed a very clear bimodal structure. The SOA concentration values obtained by the VOCs were 2.07μg/m3， as the largest contributor， aromatic hydrocarbons accounted for 95.93% and BTEX are the dominant species. Alkenes contributed the largest parts of the ozone formation potential （OFP）， closing to 65%. Although alkanes were the most abundant components of VOCs， it is not the main contributor of OFP and SOA. The results from different seasons of receptor model showed that vehicle emissions and industrial emissions were main sources of VOCs in the northern suburb of Nanjing. The sources which contain rich BTEX contributed the largest parts of SOA. Moreover， the sources which contain rich ethylene， propylene and isoprene are the largest contributor of OFP. Vehicle emissions and industrial emissions （including the petrochemical industry） were the main contributor to the concentrations of VOCs， SOA and OFP in spring， autumn and winter. As the influential sources to SOA and OFP， solvent source and plant source should not be overlooked in summer.

volatile organic compounds；SOA；OFP；sources；contribution

X511

A

1000-6923（2015）04-0976-11

林 旭（1989-），女，江苏仪征人，硕士研究生，主要从事大气环境与大气化学研究.

2014-09-15

国家自然科学基金项目（41275143）；江苏省高校自然科学研究重大基础研究项目（12KJA170003）；江苏省“333”高层次人才培养工程项目；江苏省“六大人才高峰”计划项目；国家自然科学基金项目（41305135）

* 责任作者， 教授， binzhu@nuist.edu.cn