大连市环境空气挥发性有机物污染特征研究

◎曹姗姗

一、引言

臭氧是城市大气的重要污染物，主要由挥发性有机物（volatile organic compounds，VOCs）和氮氧化物（NOx）经光化学反应生成。VOCs 作为参与光化学反应的重要物种，其组分特征越来越复杂，且体积分数有大幅上升的趋势。现代城市中由VOCs引发的污染问题已引起人们广泛关注，由VOCs 引起的环境问题日益突出。因此，VOCs 作为近地层大气O3的重要前体物，研究其在大气中的含量、变化特征及臭氧生成潜势等，对于城市大气光化学污染原因解析及控制措施的制定有重要意义。

近年，在颗粒物污染显著好转的同时，臭氧污染开始凸显，大连市空气污染呈现细颗粒物和O3共存的大气复合污染特征，本研究通过分析大连市臭氧前驱物，估算大连市各VOCs 的臭氧生成潜力，分析各物种对臭氧生成贡献，探讨VOCs 优先控制物种及来源。

二、监测方法

1.监测点位与方法。

大连市环境空气VOCs 监测工作设置1 个监测点位，位于辽宁省大连生态环境监测中心4 层楼顶，该点位毗邻国控星海三站点位，是大连城区内典型的人口密集区，周围居民区、机动车流量等各方面都具有很好的代表性，监测数据可以反映大连市区综合环境质量状况。

2.监测时间和频次。

手工监测包括常规监测及加密监测，参考2018 年大连市臭氧浓度状况，选择在2019 年6 月份里选择1 个预测降水少的时段，开展连续10 天的加密监测，其它时间开展常规监测。

手工监测罐采样方式主要采集原PAMS 物质和其他挥发性有机物（部分TO15 物质）所列的目标物，采样管采样方式主要采集醛、酮类（OVOCs）物质。

3.监测项目和方法。

手工监测项目共117 种物质，采样及实验室测试方法依据见表1。

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4.监测成果。

（1）浓度水平分析。

2019 年，大连市手工监测VOCs 平均体积浓度为14.52×10-9，主要组成以烷烃为主，占比54.1%，其次为卤代烃，占比19.3%，从VOCs 类别体积浓度来看，烷烃＞卤代烃＞OVOCs＞芳香烃＞烯烃＞有机硫，炔烃未检出，各月类别浓度占比略有不同，夏季以OVOCs 和烷烃为主，其他季节以烷烃和卤代烃为主，手工监测VOCs 类别体积浓度监测结果见表2，手工监测VOCs 类别体积浓度占比月变化见图1。

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图1 手工监测VOCs 类体积浓度占比月变化

与上年相比（2018 年从4 月开展监测），2019 年4~12 月大连市手工监测VOCs 平均浓度呈下降趋势，其中，8 月VOCs 浓度下降最多，下降65.1%，4 月VOCs 浓度上升最多，上升32.4%。2019年手工监测VOCs 各月体积浓度及同比见图2。

图2 手工监测VOCs 各月体积浓度及同比

（2）活性水平分析。

2019 年大连市大气中VOCs 平均活性浓度为31.89×10-9，从活性类别来看，烯烃和OVOCs 占比较大，活性浓度分别为10.54×10-9 和9.71×10-9，OVOCs 和烯烃的臭氧生成贡献分别为33.0%和30.4%，烷烃占比21.4%，芳香烃占比14.8%，卤代烃占比极低仅为0.2%。手工监测VOCs 类别OFP 占比月变化及手工监测VOCs 类别浓度与OFP 占比对比见图3 和图4。

图3 手工监测VOCs 类别OFP 占比月变化

图4 手工监测VOCs 各类别浓度与OFP 占比对比

2019 年，大连市大气中OFP 最高的前10 种物质累计占VOCs 体积浓度的67。8%，臭氧生成贡献占比88.4%。OFP 最高的物种为丙烯，因其化学性质活泼，臭氧生成贡献最大，而浓度最高的丙烷，化学性质较稳定，臭氧生成贡献位列第六。手工监测VOCs 关键物种OFP 与浓度对比见图5。

图5 手工监测VOCs 关键物种OFP 与浓度对比

三、小结

2019 年，大连市手工监测中检出的挥发性有机物主要为烷烃、卤代烃和OVOC 等，主要活性物种为丙烯、甲醛、乙醛、甲苯、正丁烷和丙烷等。手工监测显示6、7 月份OVOC 占比最大，其他月份烷烃占比最大，烯烃虽然浓度低，但因其化学性质较为活泼，臭氧生成贡献最高。