POLLUTION CHARACTERISTICS OF PM2.5 AND O3 IN THE PEARL RIVER DELTA AND THE SENSITIVITY ANALYSIS OF VOCs COMPONENTS
-
摘要: 系统分析了珠三角城市群PM2.5、O3和挥发性有机物(VOCs)的污染特征,并筛选出对二次有机气溶胶(SOA)和O3影响较大的敏感性组分。结果显示:珠三角城市群PM2.5和O3浓度的季节变化具有明显差异,PM2.5和O3分别在1月和10月出现浓度最高值。珠三角城市群VOCs主要以烷烃为主,占比为64.2%,其次为芳香烃和烯烃,含量较高的组分为丁烷、异戊烷、异丁烷和环己烷。SOA生成潜势贡献主要以芳香烃为主,占比为78.5%,其中甲苯、间,对-二甲苯和乙苯的SOA生成潜势最大。O3生成潜势主要以烯烃为主,占比为42.3%,其次为芳香烃(34.2%)和烷烃(23.5%),其中丙烯、异戊二烯和1-丁烯的O3生成潜势最大。为有效缓解珠三角城市群PM2.5和O3污染,建议优先对机动车尾气、溶剂挥发、涂料使用和石化行业的VOCs敏感组分进行控制。Abstract: The pollution characteristics of PM2.5, O3, and volatile organic compound (VOCs) were analyzed in the Pearl River Delta, China. The sensitive components with greater influence on the formation of secondary organic aerosol (SOA) and O3 were also screened. The results indicated that there was obvious difference in seasonal variation of PM2.5 and O3 concentrations in the Pearl River Delta. The concentrations were the highest in January and October for PM2.5 and O3, respectively. The VOCs was dominated with alkane, accounting for 64.2% of the total VOCs mass content, followed by aromatics and alkene. The components with the highest content were butane, isopentane, isobutane and cyclohexane. The SOA generation potential was mainly contributed by aromatics, accounting for 78.5% of the total generation potential. The components with the highest SOA generation potential were toluene, m, p-xylene and ethylbenzene. The O3 generation potential was mainly contributed by alkene, accounting for 42.3% of the total generation potential, followed by aromatics (34.2%) and alkane (23.5%). The components with higher O3 generation potential were propylene, isopentadiene and 1-butene. It was suggested that priority control should be given to the sensitive components of VOCs emitted from vehicle exhaust, solvent volatilization, paint usage, and petrochemical industry to alleviate the PM2.5 and O3 pollution effectively in the Pearl River Delta.
-
Key words:
- PM2.5 /
- O3 /
- volatile organic compound /
- secondary organic aerosol /
- ozone generation potential
-
鲁晓晗, 王丽涛, 马笑, 等. 邯郸市VOCs变化特征及O3和SOA生成潜势[J]. 环境科学与技术, 2019, 42(3):30-37. 洪沁, 常宏宏. 家具涂装行业VOCs污染特征分析[J]. 环境工程, 2017, 35(5):82-86. 周炎, 岳玎利, 张涛. 春季广州城区空气中VOCs来源解析[J]. 环境监控与预警, 2017, 9(1):42-47. 蒋美青, 陆克定, 苏榕, 等. 我国典型城市群O3污染成因和关键VOCs活性解析[J]. 科学通报, 2018, 63(12):1130-1141. 陈金胜, 伯鑫, 徐君妃, 等. 我国环境影响评价VOCs模拟研究进展[J]. 环境工程, 2018, 36(3):143-147. 李琦, 桂丽, 刘明, 等. 西安人为源VOCs排放特征及其对O3和SOA生成潜势的影响[J]. 环境科学研究, 2019, 32(2):77-86. 郭文凯, 刘镇, 刘文博, 等. 兰州生物质燃烧VOCs排放特征及其大气环境影响[J]. 中国环境科学, 2019, 39(1):42-51. 唐斌雁. 京津冀地区近地层臭氧和颗粒物污染相互影响研究[D]. 成都:成都信息工程大学, 2018. 王伯光, 张远航, 邵敏. 珠江三角洲大气环境VOCs的时空分布特征[J]. 环境科学, 2004, 25(增刊1):9-17. 段时光, 姜楠, 杨留明, 等. 郑州市冬季大气PM2.5传输路径和潜在源分析[J]. 环境科学, 2019, 40(1):88-95. 李宏姣, 梁桂云, 陈志明, 等. 2015年10月南宁市区典型大气污染过程成因分析[J]. 环境监测管理与技术, 2019, 31(1):42-46. 胡敏, 刘尚, 吴志军, 等. 北京夏季高温高湿和降水过程对大气颗粒物谱分布的影响[J]. 环境科学, 2006, 27(11):2293-2298. 王宇骏, 黄新雨, 裴成磊, 等. 广州市近地面臭氧时空变化及其生成对前体物的敏感性初步分析[J]. 安全与环境工程, 2016, 23(3):83-88. 贾海鹰, 李矛, 程兵芬, 等. 长沙市城区臭氧浓度特征研究[J]. 环境科学与技术, 2017, 40(2):168-173. SUN Y, WANG Z F, FU P Q, et al. The impact of relative humidity on aerosol composition and evolution processes during wintertime in Beijing, China[J]. Atmospheric Environment, 2013, 77:927-934. FENG J L, HU J C, XU B H, et al. Characteristics and seasonal variation of organic matter in PM2.5 at a regional background site of the Yangtze River Delta region, China[J]. Atmospheric Environment, 2015, 123:288-297. XIE Y Z, LIU Z R, WEN T X, et al. Characteristics of chemical composition and seasonal variations of PM2.5 in Shijiazhuang, China: impact of primary emissions and secondary formation[J]. Science of the Total Environment, 2019, 677:215-229. 中华人民共和国生态环境部. 2018中国生态环境状况公报[EB/OL].[2019-05-29]. http://www.mee.gov.cn/hjzl/zghjzkgb/lnzghjzkgb/. 杨兴川, 赵文吉, 熊秋林, 等. 2016年京津冀地区PM2.5时空分布特征及其与气象因素的关系[J]. 生态环境学报, 2017, 26(10):1747-1754. 张嘉祯. 长三角城市群PM2.5、PM10时空特征分析及空气质量评价[D]. 上海:上海师范大学, 2018. ZHAO P S, DONG F, HE D, et al. Characteristics of concentrations and chemical compositions for PM2.5 in the region of Beijing, Tianjin, and Hebei, China[J]. Atmospheric Chemistry and Physics, 2013, 13(9):4631-4644. 戴昭鑫, 张云芝, 胡云锋, 等. 基于地面监测数据的2013—2015年长三角地区PM2.5时空特征[J]. 长江流域资源与环境, 2016, 25(5):813-821. 宓科娜, 庄汝龙, 梁龙武. 等. 长三角PM2.5时空格局演变与特征:基于2013—2016年实时监测数据[J]. 地理研究, 2018, 37(8):169-182. 曹庭伟, 吴锴, 康平, 等. 成渝城市群臭氧污染特征及影响因素分析[J]. 环境科学学报, 2018, 38(4):1275-1284. 易睿, 王亚林, 张殷俊, 等. 长江三角洲地区城市臭氧污染特征与影响因素分析[J]. 环境科学学报, 2015, 35(8):2370-2377. 邹宇, 王凤, 邓雪娇, 等. 广州地区一次典型光化学污染过程的监测[J]. 环境化学, 2018, 37(2):353-362. 邹宇, 邓雪娇, 王伯光, 等. 广州番禺大气成分站挥发性有机物的污染特征[J]. 中国环境科学, 2013, 33(5):808-813. 虞小芳, 程鹏, 古颖纲, 等. 广州市夏季VOCs对臭氧及SOA生成潜势的研究[J]. 中国环境科学, 2018, 38(3):830-837. 罗玮, 王伯光, 刘舒乐, 等. 广州大气挥发性有机物的臭氧生成潜势及来源研究[J]. 环境科学与技术, 2011, 34(5):80-86. 邵平, 辛金元, 安俊琳, 等. 长三角工业区夏季近地层臭氧和颗粒物污染相互关系研究[J]. 大气科学, 2017, 41(3):618-628. 吕子峰, 郝吉明, 段菁春, 等. 北京市夏季二次有机气溶胶生成潜势的估算[J]. 环境科学, 2009, 30(4):969-975. GROSJEAN D. In situ organic aerosol formation during a smog episode: estimated production and chemical functionality [J]. Atmospheric Environment. Part A. General Topics, 1992, 26(6):953-963. GROSJEAN D, SEINFELD J H. Parameterization of the formation potential of secondary organic aerosols[J]. Atmospheric Environment, 1989, 23(8):1733-1747. 崔虎雄. 上海市春季臭氧和二次有机气溶胶生成潜势的估算[J]. 环境科学, 2013, 34(12):4529-4534. 王倩, 王红丽, 周来东, 等. 成都市夏季大气挥发性有机物污染及其对二次有机气溶胶生成的贡献[J]. 环境污染与防治, 2015, 37(7):6-12. 徐永福, 贾龙. 实验室模拟研究大气二次有机气溶胶的形成[J]. 大气科学, 2018, 42(4):767-785. 吴方堃, 王跃思, 安俊琳, 等. 北京奥运时段VOCs浓度变化、臭氧产生潜势及来源分析研究[J]. 环境科学, 2010, 31(1):10-16. 丁洁然, 景长勇. 唐山夏季大气VOCs污染特征及臭氧生成潜势[J]. 环境工程, 2016, 34(6):130-135. CARTER W P L. Development of the SAPRC-07 chemical mechanism and updated ozone reactivity scales[D]. California: University of Califormia, 2007. 期刊类型引用(26)
1. 翁雷霆,王鹏,肖荣波,白晋晶,钟俊宏. 2000-2022年珠三角城市群PM_(2.5)与O_3时空分布特征及其影响因素. 生态环境学报. 2025(02): 268-278 . 百度学术
2. 严仁嫦,来勇,张天,金嘉佳,林旭,王蕴赟,帅启凡,费罗兰,沈建东,叶旭红,朱书慧. 基于高分辨率强化观测的亚运会期间杭州市PM_(2.5)和O_3污染成因分析. 环境科学. 2025(03): 1302-1313 . 百度学术
3. 黄继章,高健,何钰清,高锐,裴成磊,宋伟,李磊,张金谱,刘南希,葛澳琪,余美芳,郭昊,叶子铭. 2022年夏季广州市一次较长时间O_3污染的特征及机理分析. 环境科学学报. 2024(03): 268-277 . 百度学术
4. 陈芳,胡军,许丽忠,黄伟龙,郭而扬,饶清华. 福建省PM_(2.5)和O_3浓度时空聚集变化规律研究. 环境工程. 2024(07): 171-182 . 本站查看
5. 赵良侠. 唐山市中心城区夏季VOCs污染特征及来源解析. 绿色科技. 2023(04): 158-161 . 百度学术
6. 冯春莉,饶永才,李辉,孙瑞,孟庆江,邓国庆. 徐州市臭氧污染特征及前体物协同控制策略分析. 环境科学学报. 2023(05): 325-332 . 百度学术
7. 王建,许君利. 长三角城市群PM_(2.5)时空演化及其来源研究. 长江流域资源与环境. 2023(08): 1677-1685 . 百度学术
8. 孙弦,孙磊,聂会文,梁秀姬,苏烨康,王静,夏冬. 两种空气质量数值模式的应用评估与集合改进研究. 热带气象学报. 2023(03): 361-373 . 百度学术
9. 孙谦,胡晓静,薛京洲,何仁江. 泸州市城区2021年PM_(2.5)和O_3时空分布特征. 新疆环境保护. 2023(02): 16-20 . 百度学术
10. 周咪,曾永康,李将永,周炎,朱迪,罗超,庄延娟,张春林,王伯光,司徒淑娉. 大气环流型及挥发性有机物对广东佛山市臭氧污染的影响. 环境科学学报. 2023(10): 215-225 . 百度学术
11. 花瑞阳,倪长健,李蔚,叶成志,石荞语. 长沙地区O_3污染潜势广义可加模型的季节分异性. 中国环境监测. 2023(05): 125-133 . 百度学术
12. 苏彦,沈劲. 广东秋季臭氧污染过程敏感性分析. 环境科学导刊. 2023(06): 32-37+44 . 百度学术
13. 江家坤,马莹,黄学良,叶代启. 云浮市2018—2020年颗粒物和臭氧污染特征及污染案例研究. 环境科学研究. 2022(03): 691-698 . 百度学术
14. 程宇飞,林昊,米敬,王小花. 内蒙古黄河流域盟市PM_(2.5)和O_3污染特征. 环境与发展. 2022(05): 55-59 . 百度学术
15. 裴成磊,谢雨彤,陈希,张涛,邱晓暖,王瑜,王在华,李梅. 广州市冬季一次典型臭氧污染过程分析. 环境科学. 2022(10): 4305-4315 . 百度学术
16. 马红楠,张彤,武蕾丹,马景金,王勇,李晓东,王云英,李婷,王春迎. 辛集市“十三五”期间空气质量特征分析. 中国环境监测. 2022(05): 73-86 . 百度学术
17. 朱向锋,邵天杰. 汾渭平原PM_(2.5)时空分布及污染特征研究. 环境科学与管理. 2022(11): 88-93 . 百度学术
18. 陈妙,尉鹏,李顺姬,薛兴钊,曹泽磊,黄宇广,闫旭. 西安春季大气VOCs污染特征及O_3和SOA生成潜势. 环境科学与技术. 2022(10): 197-206 . 百度学术
19. 江明,王在华,刘明,罗德耀,李梅,杨帆. 广州市黄埔区春季一次臭氧污染过程分析. 玉溪师范学院学报. 2022(06): 25-31 . 百度学术
20. 张涛,周炎,岳玎利,陈多宏,区宇波,王新明. 珠三角典型地区挥发性有机化合物浓度水平及化学反应活性季节变化特征. 环境污染与防治. 2021(01): 1-7+13 . 百度学术
21. 范西彩,张新民,张晓红,高志凤,赵文娟,马琳琳. 鹤壁市大气挥发性有机物源排放清单研究. 中国环境科学. 2021(02): 558-565 . 百度学术
22. 何觉聪,张潇,陈欣仪,张再利,樊青娟,魏在山. 组合生物反应器处理甲苯有机废气的性能及微生物研究. 广东化工. 2021(08): 208-211 . 百度学术
23. 杜晓阳,刘畅,罗晓玲. 2014—2020年许昌市O_3质量浓度的变化特征. 广东气象. 2021(03): 29-32 . 百度学术
24. 姚懿娟,王美圆,曾春玲,范丽雅,叶代启. 广州不同站点类型PM_(2.5)与O_3污染特征及相互作用. 中国环境科学. 2021(10): 4495-4506 . 百度学术
25. 马琳林. 肇庆市2015~2020年空气质量变化特征. 广东化工. 2021(24): 113-115 . 百度学术
26. 余子睿,刘昳帆,郭珊珊,姚露露,王生英,金科,顾震宇,赵伟荣. 转轮浓缩-催化燃烧净化金属漆涂装有机废气. 电镀与涂饰. 2020(24): 1794-1798 . 百度学术
其他类型引用(12)
-

计量
- 文章访问数: 295
- HTML全文浏览量: 19
- PDF下载量: 40
- 被引次数: 38