中原地区VOCs来源及影响分析

范增倩 孙 琛

（1 河南速创电子科技有限公司 河南郑州 450007 2 郑州市环境保护监测中心站 河南郑州 450007）

1 监测及质量控制

选取郑州市臭氧污染较重的8 月作为研究时段，在郑州市红十字血液中心办公楼4 楼楼顶开展了10 天VOCs 的加密监测，其中原PAMS 和TO15 物质采用罐采样，频次8 次/天；13 种醛、酮类物质采用吸附管采样，采样频次为1 次/天。为保证检测数据的有效性和准确性，VOCs 手工监测和分析在全过程中实施严格的质量保证程序。

2 机理

2.1 臭氧生成机理

臭氧生成潜势（OFP），是利用最大增量反应活性反映VOCs 各物种的反应活性和近地层臭氧的生成潜势。OFP 的计算公式为：

OFPi=MIRi×［VOC］i，其中，MIRi是第i 种VOC 在臭氧最大增量反应中的臭氧生成系数，［VOC］i是第i 种VOC 的环境浓度。

2.2 二次有机气溶胶生成机理

按照Grosjean 等的假设，即SOA 的生成只在白天（8：00-17：00）发生，且VOCs 只与·OH 发生反应生成SOA。VOCs 的二次有机气溶胶生成潜势：SOAp=VOCso，FAC×VOCst=VOCso×（1－FVOCr）其中SOAp是SOA 生成的潜势，VOCso是排放源排出的初始浓度，FAC是SOA 的生成系数，VOCst是经过氧化后的浓度。

2.3 来源解析

为定量分析郑州市VOCs 的主要来源，采用正交矩阵因子分析的方法，利用EPA 发布的受体模型PMF5.0 对VOCs 数据进行模拟运算。

3 监测结果分析

3.1 VOCs活性水平分析

（1）VOCs 臭氧生成潜势：8 月平均VOCs 的臭氧生成潜势为454.0 μg/m3，其中含氧有机物对臭氧生成的贡献最大，占比64.8%；其次为非甲烷烃类，占比34.2%。VOCs 各细分类对臭氧生成贡献最高的三类物质为醛类有机物、芳香烃、低碳烯烃，其占比分别为62.0%、26.4%、3.5%。（2）VOCs 二次有机气溶胶生成潜势：8 月芳香烃对二次有机气溶胶（SOA）的生成贡献最大，占比82.0%；其次为高碳烷烃，占比18.0%。

3.2 VOCs关键物种分析

（1）臭氧生成优势物种：筛选OFP 贡献最高的前10 种VOCs物种，分别是：乙醛、甲醛、1，2，3-三甲苯、间、对-二甲苯、1，3，5-三甲苯、甲苯、邻二甲苯、丙烯、丙醛、乙烯，它们对OFP 的贡献之和为85.1%。（2）二次有机气溶胶生成优势物种：筛选二次有机气溶胶（SOA）生成潜势贡献最高的前10 种VOCs 物种，分别是：十二烷、1，3，5-三甲苯、1，2，3-三甲苯、间、对-二甲苯、甲苯、萘、邻二甲苯、乙苯、对乙基甲苯、1-乙基-3-甲基苯，它们对SOAp 的贡献之和为95.4%。（3）VOCs 组分来源分析：采用PMF5.0 模型对监测期间得到的80 组数据进行解析，最终筛选出检出频次较高、拟合好的32 种VOCs 物质，解析结果为：因子1，萘的贡献最高，其次为1，2-二氯乙烷、三氯甲烷、一氟三氯甲烷，其中萘主要用作生产医药、农药等的原料，三氯甲烷、一氟三氯乙烷也可用于医药、农药行业，结合监测点位处于郑州市红十字血液中心，故推测因子1 为医药排放源；因子2，十一烷、十二烷、癸烷的贡献率较高，故因子2 为柴油车排放源；因子3，异戊烷的贡献最高，其为汽油挥发或汽车尾气的示踪物质，故因子3 为汽油车排放源；因子4，氯苯、芳香烃、低碳烷烃以及乙烯、乙炔的贡献均较高，其中氯苯、芳香烃主要来自工业或化工排放，低碳类物质也可由工业排放，故推测因子4 为工业化工排放源；因子5，正己烷的贡献较高，其次为二硫化碳、二氯甲烷，其中正己烷、二硫化碳、二氯甲烷主要用于有机合成中的溶剂、稀释剂等，故推测因子5 为溶剂挥发源。从各因子对总VOCs 的贡献来看，柴油车排放源贡献最高，占比48.8%；其次为溶剂挥发源，占比20.3%；此外，工业化工源占比14.7%；医药排放源占比9.1%；汽油车排放源占比7.1%。

结语

VOCs 中含氧有机物对臭氧生成的贡献最大，其次为非甲烷烃类，各细分类对臭氧生成贡献最高的三类物质为醛类有机物、芳香烃、低碳烯烃，是臭氧防治重点关注的污染物。对二次有机气溶胶生成贡献最大的为芳香烃，其次为高碳烷烃。通过PMF模型解析VOCs 中各组份来源，得到5 个主要污染源，按贡献率从高到低分别为柴油车排放源、溶剂挥发源、工业化工源、医药排放源、汽油车排放源。