摘要：以华北地区某地级市现存的大气VOCs污染问题为研究对象，采用气相色谱采样法对当地大气中的VOCs进行采集与分析，明确大气中VOCs的主要特征水平、季节变化和小时变化特征，并初步分析了造成上述特征的原因。在此基础上，进一步应用PMF源解析法，对大气中VOCs污染物的主要来源进行探究。结果显示，机动车尾气排放是大气中VOCs污染物的主要来源。因此，在后续工作中，应当将机动车尾气治理工作放在当地大气VOCs污染治理工作的首位，并采取相应措施进行针对性的治理，有效改善大气环境。

　　关键词：挥发性有机物；污染监测；应对措施

　　0引言

　　近年来，随着工业规模的进一步扩大，导致大气污染问题日益严重。其中，较为典型的一类污染问题则是大气中挥发性有机物（简称VOCs）的污染，此类污染物的组分相对较为复杂，涵盖了烃类、卤代烃类和多环芳烃类等多种类型，且来源也相对较为复杂，因不同地区在产业布局等方面上的差异，通常导致各地VOCs的污染特征也存在差异。针对此类问题，需要本着因地制宜的原则，探究VOCs的监测与应对措施。

　　1主要实验方法

　　1.1样品采集

　　本次研究主要针对华北地区某地级市进行大气中VOCs的采集与分析，选取该地某中高层建筑楼顶进行空气样品采集，采用气相色谱在线采样法，对当地不同行业（机动车尾气排放、钢铁厂、机械制造厂和喷漆行业等）的VOCs排放数据进行采集，具体如图1所示。

　　1.2样品分析

　　在得到样品后，采用气相色谱法对样品中存在的VOCs进行分析，该环节的分析使用AirmoVOC分析系统进行，具体分析步骤则按照《环境空气挥发性有机物的测定吸附管采样－热脱附/气相色谱法－质谱法》（HJ 644—2013）标准要求进行。

　　2实验结果与讨论

　　2.1该地区大气中挥发性污染物的特征及水平

　　对监测结果进行整合分析，结果显示，该地区大气中的VOCs共计监测到56种，包括27种烷烃、15种芳香烃、13种烯烃和1种炔烃。在研究时间跨度内，排名前10的VOCs为1-己烯、甲苯、丙烷、正戊烷、正丁烷、乙烷、异丁烷、乙炔、乙烯和丙烯，上述10种化合物的质量浓度分别为15.59、2.65、2.49、1.76、1.46、1.22、1.14、0.96、0.84、0.81μg/m3。同时，上述10种化合物在整体VOCs组分中的占比分别为35.05％、5.95％、5.59％、3.96％、3.28％、2.75％、2.56％、2.16％、1.88％和1.82％。

　　对该地区全年环境空气中的TVOCs的年平均浓度进行测定，结果显示，该地区大气中的TVOCs年平均质量浓度为28.89μg/m3，相较于国内外其他同等规模城市而言，尚未达到重污染水平，但形势仍然不容乐观。因此，需要对TVOCs的具体特征和来源进行分析，以确定解决路径。

　　2.2该地区大气中挥发性污染物的时间变化规律

　　在确定该地区大气挥发性污染物的主要类型后，对其时间变化规律做进一步分析，首先分析各组分的季节变化规律，得到分析结果，如表1所示。

　　由表1可知，不同季节中VOCs的种类和含量都有着一定的差异。春季，甲苯所占比例最高，所占比例为6.49％，其他几类占比较高的VOCs分别是丙烷、乙烷、异丁烷、异戊烷、乙烯、正丁烷、正戊烷、苯和环戊烷。夏季，环戊烷占比达到最高点，顺-2-丁烯和异丁烷次之，其他化合物占比则较低。秋季，丙烷占比达到最高值，环戊烷和异丁烷次之，其他化合物占比较低。冬季，占比最高的VOCs仍是丙烷。在此基础上，对表1中数据进行综合分析可知，短链烷烃（含碳数3～5）、乙烯、苯类化合物在该地区全年都有所表现，且丙烷在春季、秋季和冬季均较高。由于丙烷产物与机动车尾气排放有关，因此，初步推断该地区的VOCs污染受到机动车尾气的影响较为突出。

　　对原始数据进行汇总，分析该地区TVOCs的小时变化规律，得到研究时间段内TVOCs质量浓度的小时平均值，如图2所示。

　　从图2中的变化趋势可知，每日的TVOCs变化存在着一定的规律性，其中，上午10：00左右的TVOCs质量浓度最高，接近35μg/m3，而在下午14：00—17：00时期间的TVOCs质量浓度则相对较低。初步推断，上午时段TVOCs质量浓度升高可能与机动车尾气排放有关。而在下午时段TVOCs降低则可能是由于太阳辐射量的逐步降低，导致TVOCs组分的光解程度随之下降。另外，在21：00—24：00和01：00—05：00时间段，由于夜间和凌晨的大气条件基本处于静稳状态，因此，TVOCs的质量浓度也基本保持稳定，未见明显波动，变化范围整体在9～18μg/m3之间。

　　3该地区大气中挥发性有机物来源解析及应对策略

　　基于前期调查和相关文献资料可知，该地区VOCs来源于汽车尾气、工业源、挥发源和燃烧源。因此，基于前期调查中的VOCs浓度数据，应用PMF3.0软件对原始数据进行解析，如表2所示。

　　由表2可知，在因子1中，正丁烷、异丁烷、环己烷和环戊烷的贡献率最高，苯类化合物次之，乙烷和乙烯几乎未产生贡献。考虑到苯系物含量较高。因此，确定因子1是机动车尾气排放源。在因子2中，丙烯、顺-2-丁烯、异丁烷和异戊烷的贡献均较高，结合前期研究获知，城市环境下的异戊烷大多出现在交通拥堵路段。因此，确定因子2是挥发源。在因子3中，二甲苯、苯和环己烷等贡献相对较高，其可指向当地化工厂所排放的苯系物。因此，可确定因子3为工业污染源。在因子4中，多种VOCs均有较高的贡献率，且脂肪烃类型占比较高，这与煤炭燃烧的气体组分具有较高一致性。因此，确定因子4为燃烧源。

　　在此基础上，对VOCs来源进行解析，得到PMF源解析结果比例图如图3所示。

　　如图3所示，在当地大气中，机动车尾气排放源是最为主要的污染源，其占比明显高于另外几种污染源。因此，在后续的工作中，应当将机动车尾气治理工作放在当地大气VOCs污染治理工作的首位，并采取针对性的措施，如限制部分不符合环保标准的车辆驶入、加强尾气检测等。

　　4结语

　　在本次研究工作中，针对某地现存的大气VOCs污染问题，以气相色谱在线采样法为基础，对当地的空气样品进行采集和分析，并对当地大气VOCs污染特征和污染水平进行全面探讨。在此基础上，进一步应用PMF源解析确定了机动车尾气排放是造成当地大气VOCs污染的主要原因。在今后的相关工作中，应当以本文的研究为基础，进一步探究降低机动车尾气污染的相关技术方案，有效改善当地的大气环境。

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