2015-2020年湖北省PM_(2.5)和臭氧复合污染特征演变分析

为揭示湖北省PM_(2.5)和臭氧(O_(3))复合污染演变特征,基于湖北省17个地市的空气质量国控点和武汉市大气超级站组分监测数据,全面分析湖北省17个地市2015—2020年PM_(2.5)和O_(3)的时空变化特征及相关关系,探讨PM_(2.5)和O_(3)协同效应的成因机理.结果表明:①2015—2020年,湖北省PM_(2.5)显著改善,平均降幅为4.7μg/(m^(3)·a),但冬季负荷仍较高,主要集中于中部地区;O_(3)污染凸显,平均增幅为3.8μg/(m^(3)·a),污染集中在4—10月的暖季,东部地区最严重,近两年超标天数已与PM_(2.5)相当.②湖北省PM_(2.5)和O_(3)关联日趋密切,协同效应显著,日评价指标显示夏季二者呈显著正相关(相关系数为0.57),近两年当PM_(2.5)浓度≤50μg/m^(3)时,相关系数高达0.63;冬季PM_(2.5)浓度与Ox(O_(3)+NO_(2))浓度呈正相关,尤其2020年东部城市二者相关性高达0.46,显示大气氧化性对PM_(2.5)二次污染的重要性.③以武汉市为例,归纳PM_(2.5)和O_(3)复合污染的成因,暖季低PM_(2.5)背景下,高温、中等湿度和弱风速的气象条件以及VOCs和NO_(x)等前体物的高浓度排放,使得受VOCs主控的光化学反应加剧,易造成O_(3)污染,从而加强PM_(2.5)二次生成;冬季高的大气氧化性,叠加不利气象条件,促进颗粒物的二次生成,导致重污染时PM_(2.5)组分以硝酸盐等二次无机组分为主.研究显示,湖北省PM_(2.5)和O_(3)协同控制重点为,在保持现有NO_(x)控制力度基础上强化VOCs控制,遏制暖季和东部区域O_(3)浓度上升,加强冬季和中部PM_(2.5)治理.

基于质子转移反应飞行时间质谱走航分析的鲁南某城市初夏大气VOCs污染特征及对二次污染生成的贡献分析

为探究鲁南地区大气中VOCs污染情况及二次生成转化特征,采用PTR-ToF-MS(质子转移反应飞行时间质谱仪)对鲁南某城市下辖6个行政区初夏(2021年5月19—27日)大气中挥发性有机物(VOCs)进行走航观测,研究该城市不同区域的VOCs浓度水平、组成特征以及对臭氧和SOA的生成贡献.结果表明:①该市大气VOCs平均浓度为190.96μg/m^(3),主要由含氧化合物、烃类、卤代烃、苯系物和含硫化合物组成,其中对VOCs组成贡献最大的物种包括乙酸乙烯酯、丙醛、环己酮、戊烯等.②含氧化合物和烃类是该城市(除A区外)最主要的臭氧前体有机物,对OFP的贡献率分别达50%和40%.③除甲苯是C区SOAFP(二次有机气溶胶生成潜势)贡献最大的VOCs物种外,二甲苯是其他各区SOAFP贡献最大的VOCs物种,贡献率在30%以上.④因存在较多大型化工企业,A区与其他区大气VOCs组成差异较大,乙酸乙烯酯和二甲苯是其VOCs主要组分,苯系物、含氧有机物、卤代烃和烃类等四类物种OFP贡献相当,均约占25%;A区大气中VOCs的SOAFP较高,约是其他区的1.5~2.0倍.⑤通过特征物种比值及走航观测分析发现,A区大气VOCs主要来源于溶剂挥发及燃烧过程,C区VOCs主要源于交通,其他区VOCs主要源于燃烧及工业生产过程;同时,食物加工过程(如油烟)排放也是该市大气VOCs的重要来源.研究显示,降低大气中含氧有机物、烃类、苯系物浓度是控制该市大气臭氧、二次有机气溶胶生成的有效途径.