【摘 要】
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运城市建成区O3和PM2.5污染问题较为突出,VOCs作为O3和PM2.5的前体物,是治理大气污染的关键。本研究分析了运城市建成区VOCs的污染特征和新冠疫情期间VOCs的变化特征;使用PMF模型判断了VOCs的污染行业排放源,通过HYSPLIT、PSCF和CWT模型研究了VOCs的污染传输路径和潜在污染源区;分别使用MIR法和FAC法对运城市建成区VOCs的OFP和SOAp进行了计算和分析,同时
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运城市建成区O3和PM2.5污染问题较为突出,VOCs作为O3和PM2.5的前体物,是治理大气污染的关键。本研究分析了运城市建成区VOCs的污染特征和新冠疫情期间VOCs的变化特征;使用PMF模型判断了VOCs的污染行业排放源,通过HYSPLIT、PSCF和CWT模型研究了VOCs的污染传输路径和潜在污染源区;分别使用MIR法和FAC法对运城市建成区VOCs的OFP和SOAp进行了计算和分析,同时通过健康风险评估模型对运城市建成区VOCs的非致癌和致癌风险进行了研究。通过上述分析,得出主要研究结论如下:(1)运城市建成区2020年VOCs平均浓度为75.92μg·m-3,其中质量分数最高的物种为烷烃,其浓度和质量分数分别为31.07μg·m-3和40.93%。VOCs浓度季节变化呈“冬季高,夏季低”的特征,其中冬季乙烷等物质显著大于其他季节,同时OVOCs和芳香烃的浓度和质量分数较低。运城市建成区VOCs浓度的日变化整体呈双峰分布,峰值分别出现在08:00和20:00。观测期间阴天的VOCs浓度最高为111.30μg·m-3,高于晴天(79.87μg·m-3)、雨天(63.10μg·m-3)和雪天(49.43μg·m-3)。运城市建成区VOCs的高值区域主要分布在东北东方向,受南风工业园区和商业居民区影响较大。新冠期间运城市建成区VOCs的浓度为67.97μg·m-3,与非新冠期间相比浓度有所下降。同时,新冠期间的烷烃、芳香烃和OVOCs浓度均有所下降,烯烃和炔烃的浓度相比于非新冠期间有所上升。(2)使用PMF模型共解析出5类VOCs主要排放源,分别为机动车尾气排放源(30.67%)、化石燃料燃烧源(28.61%)、工业排放源(26.65%)、溶剂使用源(9.66%)和植物排放源(4.42%)。因此,需要重视机动车尾气排放源对运城市建成区VOCs污染的影响。运城市建成区VOCs污染的潜在源区分布于西北方向的陕西北部、宁夏北部和内蒙古南部,因此需要加强污染区域之间的VOCs联防联控。(3)通过比值法判断出运城市建成区O3控制区类型属于VOCs控制区,同时存在NOx滴定效应。运城市建成区2020年VOCs的OFP为248.69μg·m-3,其中OVOCs的OFP最高。从季节上来看,冬季VOCs的OFP最高;从排放源来看,工业排放源对OFP的贡献率最高。VOCs的SOAp为0.49μg·m-3,其中芳香烃的SOAp最高。从季节上来看,秋季SOAp最高。运城市建成区VOCs的致癌风险指数为7.45×10-6,超过了安全阈值(1.00×10-6),这表明运城市建成区VOCs存在致癌风险。从VOCs物种来看,需要对苯和乙醛进行排放控制。从排放源来看,工业排放源、化石燃料燃烧源和机动车尾气排放源均超过了安全阈值。综上所述,需要重点对烷烃和OVOCs进行管控,重点关注机动车尾气排放源、化石燃料燃烧源和工业排放源对VOCs的排放。
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