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近年来,我国大气臭氧污染呈加剧态势,成为我国夏季环境空气质量的首要污染物。2018年全国338个地级及以上城市PM2.5、PM10、SO2、NO2和CO平均浓度和超标天数比例较2017年下降,仅O3浓度和超标天数比例不降反升。近地面臭氧对人体健康、动植物和生态环境都有严重危害,臭氧问题成为我国大气污染问题的核心和关键环节。湖北省省会武汉市是中国中部最重要的工业,教育和经济中心之一,2013年开始采取了一系列措施开展大气污染防治工作并取得一定成效,颗粒物浓度逐年下降,但臭氧污染逐年加剧。本文基于O3及其前体物、气象因子在线和离线等多源数据,分析了武汉市O3及前体物的污染特征。运用基于观测的模型（Observational Based Model,OBM）、气象化学耦合-空气质量模式（Weather Research and Forecasting-Comprehensive Air Quality Model Extensions,WRF-CAMx）和正交矩阵因子源解析模型（Positive Matrix Factorization,PMF）,研究了武汉市不同功能区点位VOCs的污染特征、来源及对臭氧的贡献,模拟了不同减排情景下的臭氧达标方案,厘清了典型臭氧污染过程的生成成因与来源。通过以上研究,有助于深入了解武汉地区O3及前体物的污染特征及成因,从而科学有效的制定武汉市O3及前体物污染防控措施。通过分析武汉市2016-2019年武汉O3及NOx、CO的监测数据发现,臭氧浓度在5月-6月、8月-9月最高。CO、NO2呈现夏低冬高的污染特征。O3高值为远城区,NO2高值集中在中心城区,武汉市Ox逐年增加,中心城区的大气氧化性高于远城区。过氧乙酰硝酸脂（PAN）的浓度高值出现在5-6月,平均浓度为0.77ppbv。超标日和非超标日NOx、CO的浓度为午后较低、早晚高峰时段较高,超标日7时前NO2浓度显著高于非超标日。武汉市臭氧超标的地面天气系统主要有六类:分别为均压场、高压脊、高压中心、低压槽、低压中心以及台风外围。均压场在武汉市夏季地面天气形势中占比59%,其次是高压系统,占23%。主要环流形势分为五类:高压控制型、无明显大尺度环流系统控制型、两槽一脊型、台风外围环流型和低压控制型。O3生成的关键气象因子为温差不低于8℃同时最高温度不低于27℃,日最低相对湿度小于等于50%,平均风速小于1.5m/s,臭氧超标率为67%。不同月份O3生成的化学成因不同,2018年4月、5月和7月武汉市臭氧生成受VOCs和NOx的协同控制,6月、8月和9月臭氧生成受VOCs控制,减少VOCs和CO有助于减少O3的生成。对不同月份NOx和人为源VOC（AVOC）不同削减比例下O3的控制效果进行研究发现,武汉市中心城区夏季降低O3的光化学本地生成,需要降低AVOC的排放量,且AVOC的削减量应不小于NOx的削减量。综合运用OBM模型和WRF-CAMx模型对武汉市2018年6月和9月两次O3重污染过程进行了模拟,6月O3重污染过程是由于光化学反应的本地生成导致,高空高压脊和台风外围以及地面均压场共同影响是造成污染的气象成因,VOCs是臭氧生成的主控因子,削减17.5%的人为源VOC可使臭氧达标,关键活性VOC物种为间/对二甲苯、1,3-二乙基苯、邻二甲苯和异戊二烯。9月臭氧污染主要成因是本地生成叠加区域输送,省外安徽、河南等地具有较大的贡献,省内除武汉外,黄冈、鄂州、黄石有一定的贡献。午后臭氧大于200μg/m~3高浓度时段,以湖北省内和武汉市本地的贡献为主。针对O3重要前体物VOCs,基于2018年4月-2019年3月武汉市9个采样点（城区点、工业区点、物流区点、背景点）的VOCs离线观测数据,采用PMF源解析模型对不同功能区点位VOCs的浓度水平、化学组成、时空分布及来源进行了研究。采样期间VOCs平均浓度为28.31±12.21ppbv。单个物种体积浓度最高的是丙酮（4.37ppbv）,其次是乙烷（3.52ppbv）和丙烷（3.15ppbv）。VOCs浓度冬季最高夏秋季最低,烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃和卤代烃冬季最高,夏季最低。受气象条件和光化学反应的二次转化影响,OVOCs夏季最高,冬季最低。受交通源和工业生产影响,烷烃、烯烃、OVOCs、卤代烃高值区域主要集中在中心城区,烯烃的高值区域在武汉市偏东方向。不同点位丙烷浓度为2.1ppbv～5.21ppbv,中心城区更多的受到餐饮、交通源影响,丙烷浓度高于远城区和背景点。通过对不同季节不同功能区点位VOCs的来源解析研究发现,武汉市VOCs的主要来源包括六类,分别为机动车尾气（27.3%）、工业排放（19.7%）、燃烧源（17.0%）、溶剂使用（16.3%）、汽油挥发（11.5%）和植物排放（8.2%）。机动车尾气对VOCs的相对贡献在15%-41%之间,最高为冬季,植物排放和汽油挥发的贡献夏季明显高于其他季节,植物排放夏季的贡献高达25%,燃烧源春季较高,溶剂使用秋冬季节相对较高。VOC物种中,乙烯、间/对二甲苯、甲苯、丙烯、邻二甲苯、异戊二烯、丙酮、丙烯醛、异戊烷和正丁烷是影响臭氧本地生成的关键物种。武汉市臭氧防控的重点在于优先控制乙烯、间/对二甲苯、甲苯、丙烯等活性较强的烯烃和芳香烃类关键物种,主要控制的污染源类为机动车尾气、溶剂使用和工业排放。