【摘 要】
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挥发性有机物（Volatile Organic Compounds,VOCs）作为影响对流层大气氧化性的重要物质,其区域特征及来源识别,对准确辨析区域重污染天气污染特征和成因,建立区域大气污染联防联治工作机制,实现“十四五”期间PM2.5与臭氧协同控制等均有重要意义。本论文以内蒙古自治区呼包巴城市群为研究对象,以野外现场采样为基础,识别和分析了117种VOCs的体积浓度,阐释了研究区VOCs的时空
【基金项目】
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内蒙古自治区科技重大专项“呼包鄂区域大气环境预测预警与污染防治重大关键技术研究（2020ZD0013）”项目课题二专题三“区域大气环境承载力评估”
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挥发性有机物（Volatile Organic Compounds,VOCs）作为影响对流层大气氧化性的重要物质,其区域特征及来源识别,对准确辨析区域重污染天气污染特征和成因,建立区域大气污染联防联治工作机制,实现“十四五”期间PM2.5与臭氧协同控制等均有重要意义。本论文以内蒙古自治区呼包巴城市群为研究对象,以野外现场采样为基础,识别和分析了117种VOCs的体积浓度,阐释了研究区VOCs的时空分布特征、优势组分特征及日变化规律,采用特征比值法和PMF（Positive Matrix Factorization,正交矩阵因子分解模型）模型解析了研究区大气VOCs的来源。主要结果如下:1.对比研究了不同城市VOCs的特征及其来源的季节性特征。呼和浩特和包头城区冬季大气TVOCs浓度均高于夏季,且以烷烃和OVOC为主,乙烷、丙烷、乙烯、乙炔、甲醛、丙酮、苯等物质占比较高;巴彦淖尔市城区冬季大气TVOCs浓度则小于夏季,冬季以烷烃为主,充足的光照使得夏季大气VOCs以OVOC为主,异戊二烯浓度也较高。源解析结果显示,呼市、包头、巴市城区冬季VOCs受燃煤和远距离传输影响,主要来源于燃烧源和机动车尾气排放;夏季受高温和局地排放影响,呼市、包头城区VOCs主要来源于机动车尾气排放和LPG/NG（Liquefied Petroleum Gas/Nature Gas,液化石油气/天然气）,包头、巴市城区受工业排放、溶剂挥发和燃烧源的影响也较大。2.设置了区域传输监控点,证明了研究区大气污染物区域传输的可能。研究发现,传输监控点冬夏季TVOCs浓度差异较小,主要因子随季节变化与城区一致,乙烷、乙炔、乙烯、正丁醛、甲醛、丙烷、丙酮和异戊烷等物质在大气VOCs中占比较高;来源解析表明传输监控点冬夏季VOCs主要来源与城区的机动车排放、LPG/NG、溶剂挥发和工业源等相一致,为研究区大气污染物区域传输提供了证据。3.探讨了VOCs的化学反应活性及其与主要大气污染物的关系。研究区VOCs的关键活性物种包括:丙烷、乙烯、丙烯、异戊二烯、乙醛、丙醛、正丁醛、甲苯、间/对二甲苯等。研究区冬季大气VOCs的OFP（Ozone Formation Potential,臭氧生成潜势）值大于夏季,而LOH（Reaction Rate of OH Radicals,羟自由基反应速率）值则相反。冬季包头城区VOCs化学反应活性最强,臭氧生成对VOCs浓度的变化更为敏感;夏季巴市城区VOCs化学反应活性最强,臭氧生成对NO2浓度变化更敏感。
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