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挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)是近地面臭氧和二次有机气溶胶生成的重要前体物,与灰霾污染的形成密切相关,且部分有毒有害物质对人体健康影响较大,因此成为“十三五”规划中重点管控的污染物。石油化学工业区是挥发性有机物的重点排放源,其生产工艺复杂、污染物种类众多、无组织排放严重;而且园区突出存在的异味投诉居高不下,这些已对我国开展VOCs减排及空气质量改善带来了极大的挑战,因此对于国内典型石化工业区的VOCs污染特征和来源解析研究具有十分重要的现实意义。 鉴于国内对于石化工业区的污染源VOCs排放特征和源解析研究比较缺乏,论文以某典型石化工业区为研究对象,基于源谱和受体模型开展了溯源的研究。论文开展了一年的在线VOCs监测数据,分析了四个监测站点VOCs浓度水平和关键组分的季节变化规律和空间变化特征;同时,使用现场采样-实验室分析的方法,测定了该石化工业区内25个典型装置的VOCs排放浓度和组成,建立了石化工业区重点区域和工艺装置的源排放成分谱;最后,运用PMF受体模型解析了不同季节、不同站点的VOCs来源,并分析了PMF模型应用的局限性,为后续进一步研究典型工业园区VOCs污染溯源提供了依据。 结果表明,园区内部及边界不同监测站点VOCs的组分特征及季节性变化有一定差异。边界站2#(园区的西北方位)的VOCs年均浓度高于其他站点,边界站1#(园区的东北方位)的年均浓度水平最低。园区内部监测站各组分污染物浓度季节变化不大,以烯炔烃和烷烃组分为主。边界站1#冬季的污染水平较强,各组分贡献较平均;边界站3#(园区的西南方位)浓度季节性差异较小,以烷烃、芳烃为主。园区站、边界站2#和边界站3#处乙烯/甲苯呈现出冬季高于夏季的特点,边界站1#处乙烯/甲苯比值集中在2~3之间。冬季边园区站和边界站2#的夜间浓度较高,夏季园区站、边界站1#和2#的夜间浓度较高。冬季园区站苯的浓度变化受烯烃装置排放的影响,在中午11:00~12:00出现峰值;边界站3#处苯在7:00~8:00,15:00~16:00和19:00~20:00三个时段出现峰值,这可能受到附近的污水处理场污水处理单元排放的影响。通过对4大生产区域和25个主要装置的现场排摸,筛选并采集了60个有效样品,分析得到70多种VOCs组分,根据“平均源谱法”得到分区域和重点装置区的源成分谱,建立了精细化程度更高的VOCs源成分谱,结果发现烷烃和芳香烃组分是石化行业VOCs排放的特征组分。基于源成分谱,运用正交因子矩阵(Positive matrix factorization,PMF)模型对于石化园区进行了源解析,发现石化园区站和边界站都主要受到炼油区域和芳烃生产区域的影响,夏季芳烃生产区域贡献较高而冬季烯烃生产区域贡献较高。通过对不同数据处理方式高污染排放案例的研究,发现采用日均值分析其来源优于基于年均浓度的分析,并进一步分析了PMF模型应用于石化工业园区的可行性和局限性。