2020年和2021年南京城区臭氧生成敏感性和VOCs来源变化分析

作     者：陆晓波 王鸣 丁峰 喻义勇 张哲海 胡崑 LU Xiao-bo;WANG Ming;DING Feng;YU Yi-yong;ZHANG Zhe-hai;HU Kun

作者机构：江苏省南京环境监测中心南京210013 南京信息工程大学环境科学与工程学院江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 

出 版 物：《环境科学》 (Environmental Science)

年 卷 期：2023年第44卷第4期

页      面：1943-1953页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070602[理学-大气物理学与大气环境] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：江苏省PM_(2.5)与臭氧协同控制重大专项(2019023) 

主　　题：O_(3)-VOCs-NO_(x)敏感性 基于观测的模型(OBM) VOCs来源解析 正定矩阵因子分解(PMF)模型 南京 

摘      要：PM_(2.5)和臭氧(O_(3))协同防控是“十四五期间空气质量提升的重点.O_(3)生成与其前体物挥发性有机物(VOCs)和氮氧化物(NO_(x))呈高度非线性关系.基于南京市城区站点2020年和2021年的4~9月O_(3)、 VOCs和NO_(x)的连续在线监测数据,比较了两年间O_(3)及其前体物浓度的变化,进一步利用基于观测的盒子模型(OBM)和正定矩阵因子分解(PMF)模型分析了O_(3)-VOCs-NO_(x)敏感性和VOCs来源.结果表明,2021年的4~9月O_(3)日最大浓度、 VOCs和NO_(x)浓度的平均值相较于2020年同期约下降7%(P=0.031)、 17.6%(P0.001)和14.0%(P=0.004).2020年和2021年的O_(3)超标天NO_(x)和人为源VOCs的平均相对增量反应活性(RIR)分别为0.17和0.14, 0.21和0.14,说明O_(3)生成处于VOCs和NO_(x)协同控制区.基于人为源VOCs和NO_(x)削减情景所模拟的O_(3)生成潜势等值线(EKMA曲线)也支撑这一结论.PMF解析结果显示工业和交通排放是VOCs的主要来源,其中与工业排放相关有5个因子,包括工业液化石油气(LPG)使用、苯化工、石化、甲苯相关的工业和溶剂涂料使用,对总VOCs浓度的贡献率为55%~57%.机动车尾气和汽油挥发因子的贡献率之和为43%~45%.进一步计算各因子的RIR值,结果显示石化和溶剂涂料使用的RIR值最高,说明从臭氧防控的角度,需要优先削减这两类源的VOCs排放.随着VOCs和NO_(x)减排措施的实施,O_(3)敏感性和VOCs来源会改变,因此在“十四五期间仍需持续关注,以及时调整O_(3)防控策略.