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改革开放三十年来,伴随着经济的高速发展和快速的城市化、工业化进程,珠江三角洲地区大气环境问题日益突出。高O3污染和灰霾天气频繁发生,而这两大环境问题都与NMHCs密切相关,并且NMHCs被认为是珠三角地区光化学臭氧形成的限制性因子。在珠江三角洲地区现代化的进程中,光化学臭氧污染控制将愈来愈成为紧迫的区域大气环境议题。因此,加强对包括NMHCs在内的臭氧前体物的排放控制是减轻区域光化学臭氧污染、改善区域空气质量的一个重要前提。
为了比较全面地了解广州大气NMHCs水平和来源特征,本研究在广州选择代表性的观测点,于2004-2007年期间进行了NMHCs测量,比较全面地研究了广州不同环境中的NMHCs的环境水平、时空变化、源成分谱构成、光化学活性及其对臭氧生成的贡献。本研究获得的主要结论如下:
1.烷烃是构成广州大气NMHCs的主要组分,约占各研究区ΣNMHCs的50%以上;大多数非甲烷烃(如丙烷、乙炔和异戊二烯等)在路边的浓度最高,在农村的浓度最低(异戊二烯除外)。与世界其它城市比较,广州都市大气中的丙烷、乙炔和异戊二烯都具有较高的浓度水平。
2.异戊二烯浓度在温度较高的夏秋季节呈现明显的日变化趋势,人为来源的NMHCs日变化特征各异。大多数人为来源NMHCs呈现秋冬季节浓度略高于春夏季节浓度的变化趋势,这主要归因于东亚季风的影响。异戊二烯最高浓度出现在夏季,最小浓度出现在春季,夏季强烈的生物排放是引起异戊二烯高夏季浓度的主要因素。
3.NMHCs2004-2006年度变化趋势表明:LPG广泛使用和汽车数量的增加显著影响丙烷和乙炔环境浓度的改变,而工业释放源的改变显著影响BTEX环境浓度的改变。
4.基于源样成分特征分析、化合物特征比和相关性分析,NMHCs的源被识别出来。交通释放是广州市大气NMHCs的主要来源;家用天然气或液化汽以及LPG-fueled汽车排放是广州大气丙烷的主要来源。基于PCA/APCS模型分析结果,交通释放对广州大气ΣNMHCs的贡献为68%,其次是来自NG/LPG的燃烧释放,对ΣNMHCs的贡献为20%,工业释放和生物释放分别解释11%和1%的ΣNMHCs。
5.依据不同光化学活性的NMHCs臭氧生成潜势(OFP)值,乙烯、丙烯、间/对-二甲苯,甲苯和1-丁烯等主要来自汽油汽车尾气排放的化合物是广州光化学臭氧的最大贡献者,表明限制汽油机汽车尾气排放对于地方和区域性的臭氧污染控制将具有特别重要的意义。