上海北郊大氣揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)變化特征及來(lái)源解析

葉露

（上海市嘉定區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，上海 201822）

近年來(lái)空氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，我國(guó)很多大城市交替出現(xiàn)細(xì)顆粒物（PM2.5）和臭氧（O3）污染問題，很多大城市已進(jìn)入到光化學(xué)復(fù)合污染時(shí)期[1,2]。細(xì)顆粒物吸附揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile organic compounds, VOCs）后形成二次有機(jī)氣溶膠粒子，此類細(xì)顆粒物，因其粒徑小，在大氣中的停留時(shí)間長(zhǎng)、輸送距離遠(yuǎn)，且表面積大，附帶有毒、有害有機(jī)物污染物，對(duì)人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。近地面層臭氧主要是VOCs和氮氧化物（NOx）等多種前體物在光照條件下，通過(guò)一系列復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)生成[3]。可見，VOCs 是控制城市O3和細(xì)顆粒物大氣污染問題的關(guān)鍵控制物。

近年來(lái)，對(duì)城市大氣中VOCs 變化特征的研究日益受到各界關(guān)注，有大量針對(duì)VOCs 濃度水平、排放特征、活性成分和來(lái)源的研究。研究表明，城市大氣VOCs 中烷烴通常占比最高[4-7]，烯烴和芳香烴則對(duì)化學(xué)反應(yīng)活性貢獻(xiàn)更大[4,7-8]。大氣VOCs 排放源多樣，主要包括：化石燃料燃燒、生物質(zhì)燃燒、油料揮發(fā)和泄漏、溶劑和涂料的揮發(fā)、石油化工等人為源，以及植被排放等天然源[3,9]。不同污染源所排放的VOCs的化學(xué)組成存在不同特征因子，例如：燃燒排放源中乙烯、乙炔和苯含量豐富[10]；汽油中含有甲烷、乙烷、丙烷和丁烷，汽車尾氣隨空燃比不同而不同[3]；丙烷是液化石油氣（LPG）的主要組分[1]，而甲烷和乙烷則是天然氣（NG）的主要成分；在溶劑涂料揮發(fā)源中甲苯和二甲苯等苯系物含量高[11]；天然源排放物中最主要的成分是異戊二烯和單萜烯[3]。在同一地區(qū)，局地污染源不同也會(huì)帶來(lái)大氣VOCs 變化特征差異。上海徐匯區(qū)、青浦區(qū)和南匯區(qū)觀測(cè)到烷烴類占比最大[12]，上海奉賢區(qū)觀測(cè)到烯烴類在總VOCs中占比最高，顯示周邊石化工業(yè)源對(duì)VOCs 組成特征的影響[13]。因此實(shí)地觀察對(duì)制定區(qū)域光化學(xué)污染控制策略具有重要意義。嘉定區(qū)位于上海西北部，是建設(shè)中的上海國(guó)際汽車城所在地。本觀測(cè)點(diǎn)設(shè)于居民區(qū)內(nèi)，西鄰汽車城工業(yè)區(qū)，東北靠嘉定城區(qū)。兩條高速公路緊靠站點(diǎn)北側(cè)和西側(cè)。因此，站點(diǎn)代表了汽車工業(yè)區(qū)、居民區(qū)和交通源共同影響下空氣質(zhì)量特征。文獻(xiàn)中鮮有針對(duì)汽車工業(yè)源和交通源的大氣VOCs 報(bào)道，缺乏對(duì)該類型功能區(qū)大氣VOCs 濃度及來(lái)源特征全面認(rèn)識(shí)。本研究以VOCs 濃度連續(xù)觀測(cè)資料為基礎(chǔ)，結(jié)合常規(guī)空氣監(jiān)測(cè)因子，分析VOCs 組分特征，并應(yīng)用因子分析法對(duì)VOCs 來(lái)源解析。

1 材料與方法

1.1 觀測(cè)站點(diǎn)周邊環(huán)境和空氣質(zhì)量

觀測(cè)點(diǎn)位于上海市嘉定區(qū)方泰鎮(zhèn)，是環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)站（30°31'N，121°26'E）。該站點(diǎn)西及西北方向約1～8 km 范圍內(nèi)是汽車城工業(yè)區(qū)，距觀測(cè)點(diǎn)西0.4 km 處為南北走向的沈海高速，北0.9 km 處為東西走向的滬翔高速（見圖1）。觀測(cè)時(shí)間為2019-01-01—2019-10-31。氣象資料數(shù)據(jù)來(lái)源于環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)站。

站點(diǎn)氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，觀測(cè)期間，平均風(fēng)速1.43 m/s，夏季平均風(fēng)速最大（1.5 m/s），冬季平均風(fēng)速最?。?.3 m/s）。冬春季以東風(fēng)和北風(fēng)為主，夏季東風(fēng)多，其次為西風(fēng)和南風(fēng)，秋季以偏南和偏西風(fēng)為主。

圖1 觀測(cè)點(diǎn)位置及周邊環(huán)境Fig.1 Location and surrounding environment of observation point

“十二五”期間[14]，嘉定區(qū)環(huán)境空氣污染呈現(xiàn)復(fù)合型特征。從2015 年到2018 年，嘉定區(qū)PM2.5超標(biāo)率從75.6%下降到35%，但O3-8 h 超標(biāo)率從23.6%上升到44%。污染呈現(xiàn)季節(jié)性分布，秋冬季首要污染物以PM2.5和PM10為主，夏季主要以O(shè)3-8 h 為主，春季則出現(xiàn)交替性復(fù)合污染。造成嘉定地區(qū)空氣污染的主要原因是：1）由于機(jī)動(dòng)車保有量急劇增長(zhǎng)，污染物排放量增加；2）嘉定區(qū)地理位置決定了秋冬季節(jié)嘉定受內(nèi)陸污染氣團(tuán)影響，春夏季節(jié)最晚受到海上清潔空氣氣團(tuán)的影響。

1.2 儀器與分析方法

VOCs 觀測(cè)采用由SYNSPEC 公司的GC955-815/615 自動(dòng)在線氣相色譜分析儀，分別測(cè)量低沸點(diǎn)VOCs物種（C2-C6）和高沸點(diǎn)VOCs 物種（C4-C12）。低沸點(diǎn)分析儀在1～3 ℃吸附，270 ℃進(jìn)行脫附，脫附時(shí)間為0.6 min，通過(guò)色譜柱分離，低沸點(diǎn)分析儀色譜柱采用plot 柱AL2O3/Na2SO4（0.32 mm×8 μm×28 m/2 m）分離。高沸點(diǎn)分析儀在室溫條件下吸附，230 ℃進(jìn)行脫附，脫附時(shí)間為0.5 min，在DB-5 柱（0.32 mm×5 μm×28 m/2 m）上分離。檢測(cè)器為氫火焰離子（FID）和光離子化檢測(cè)器（PID）。58 種PAMS 組分可以準(zhǔn)確定性定量，包括29 種烷烴、12 種烯烴、16 種芳香烴和1 種炔烴。為了保證觀測(cè)數(shù)據(jù)的有效性和可靠性，每月用PAMS 標(biāo)氣做一次多點(diǎn)線性校準(zhǔn)。除正十二烷多點(diǎn)校準(zhǔn)的相關(guān)系數(shù)為0.9790 外，其余各組分校準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)均大于0.995。

1.3 臭氧生成潛勢(shì)

臭氧生成潛勢(shì)（Ozone formation potential, OFP）計(jì)算方法以 Carter 研究給出的最大增量反應(yīng)活性（Maximum incremental reactivity, MIR）的修正值計(jì)算。OFP 為某VOCs 組分體積分?jǐn)?shù)與該VOCs 的MIR系數(shù)的乘積，計(jì)算公式為：

OFPi=MIRi×[VOCs]i

式中：i 為VOCs 組分的名稱；OFPi為某VOCs組分的臭氧生成潛勢(shì)，單位為×10-9；[VOCs]i表示實(shí)際觀測(cè)中的某VOCs 組分體積濃度，單位為×10-9；MIRi表示某VOCs 組分在臭氧最大增量反應(yīng)中的臭氧生成系數(shù)，MIR 反映單位質(zhì)量每種VOCs 組分生成臭氧的潛力。通常烷烴類MIR 值較低。芳香烴和烯烴類含有活性基團(tuán)的組分MIR 值較高。本研究引用Carter 研究所得的MIR 系數(shù)，詳見文獻(xiàn)[15]。

2 結(jié)果與討論

2.1 VOCs 體積濃度季節(jié)變化特征

觀測(cè)點(diǎn)大氣總VOCs 體積濃度（文中討論的均為體積分?jǐn)?shù)，單位為×10-9，表示大氣中污染物體積為十億分之一立方米）平均值為25.79×10-9，其中烷烴為16.29×10-9，烯烴為3.00×10-9，芳香烴為5.10×10-9，炔烴為1.40×10-9，它們?cè)赩OCs 總量中占比分別為63.2%、11.6%、19.8%、和5.4%。

數(shù)據(jù)按照不同季節(jié)分組，研究觀測(cè)點(diǎn)大氣TVOCs（V(TVOCs)為文獻(xiàn)所監(jiān)測(cè)組分體積濃度之和）隨季度變化規(guī)律（見圖2），其中冬季為1—2 月，數(shù)據(jù)量1108；春季為3—5 月，數(shù)據(jù)量1820；夏季為6—8月，數(shù)據(jù)量2076；秋季為10 月，數(shù)據(jù)量1426。該站點(diǎn) TVOCs 濃度為春季（31.54×10-9）最高，秋季（19.09×10-9）最低。烷烴類在四季中占比均為最高，濃度隨季節(jié)變化幅度最大，芳香烴類和烯烴類分別占比排第二位和第三位，其占比隨季節(jié)變化幅度不明顯。觀測(cè)點(diǎn)大氣VOCs 體積日變化特征（如圖3 所示）呈現(xiàn)單峰型，早上7 點(diǎn)（33.47×10-9）最高，下午16點(diǎn)（18.90× 10-9）最低，因?yàn)榘滋祀S著光輻射增強(qiáng)，各類污染源排放的VOCs 在氮氧化物和日光作用下，緩慢氧化為其他污染物。傍晚后，光輻射強(qiáng)度下降，隨著消耗減少，排放累積，VOCs 濃度逐步上升。說(shuō)明站點(diǎn)大氣VOCs 總體受光化學(xué)反應(yīng)影響明顯。

圖2 各季節(jié)總VOCs 體積濃度平均值Fig.2 Seasonal variations in total volume concen tration of VOCs

圖3 總VOCs 體積濃度日變化曲線Fig.3 Diurnal curve in total volume concentration of VOCs

表1 觀測(cè)期間VOCs 組分體積濃度和臭氧生成潛勢(shì)Tab.1 Concentration and OFP of VOCs during observation

續(xù)表

大氣VOCs 體積濃度排前10 位的組分為（見表1）：丙烷、乙烷、正丁烷、乙炔、甲苯、乙烯、異戊烷、正己烷、間/對(duì)二甲苯、異丁烷。烷烴類VOCs 組分中丙烷體積濃度最高，為3.67×10-9，其次為乙烷（2.64×10-9）和正丁烷（2.33×10-9），這3 種組分占總烷烴比例的53.0%。烯烴類各組分中，含量最高的3種烯烴占到總烯烴比例的69.0%，它們分別是乙烯（1.18×10-9）、苯 乙 烯（0.475×10-9）和 丙 烯（0.414×10-9）。芳香烴類組分中，甲苯的體積濃度最高（1.26×10-9），間/對(duì)二甲苯次之（0.764×10-9），乙苯第三（0.486×10-9），這3 種組分占總芳香烴類49.2%。

本研究觀測(cè)到VOCs 優(yōu)勢(shì)組分與文獻(xiàn)中種類相似，如在上海金山[13]、上海青浦[16]和南京北郊[5]VOCs 優(yōu)勢(shì)組分都包括了乙烷、乙炔、乙烯、丙烷、丁烷、甲苯、間/對(duì)二甲苯。但是組分濃度有較大差異，如本站點(diǎn)正己烷體積濃度為0.947×10-9，較青浦區(qū)[16]（0.33×10-9）、南京北郊[5]（0.67×10-9）和長(zhǎng)沙[17](0.20×10-9)報(bào)道的更高。正己烷是溶劑和涂料中常見成分[25]，或與站點(diǎn)周邊工廠排放有關(guān)。本站點(diǎn)三甲苯體積濃度為0.739×10-9，高于南京北郊[5]（0.59×10-9）和長(zhǎng)沙[17]（0.4×10-9）。葉露等[18]在對(duì)站點(diǎn)周邊的汽車制造廠廢氣中檢測(cè)到三甲苯（1,2,3-三甲苯和1,3,5-三甲苯合計(jì)）體積濃度高達(dá)345×10-9，說(shuō)明周邊汽車工業(yè)對(duì)站點(diǎn)大氣VOCs 帶來(lái)一定影響。

從表2 中文獻(xiàn)中各城市TVOCs 監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出，各城市TVOCs 觀測(cè)結(jié)果在（21.2～76.0）×10-9之間，嘉定觀測(cè)結(jié)果略高于上海金山[13]濃度，總體處于較低水平。測(cè)定組分?jǐn)?shù)量對(duì)TVOCs 觀測(cè)結(jié)果有一定影響。來(lái)自上海地區(qū)VOCs 觀測(cè)報(bào)道中，測(cè)定組分最少的金山區(qū)最低，組分最多的徐匯區(qū)最高，可見，在針對(duì)TVOCs 濃度水平討論時(shí)，組分?jǐn)?shù)量對(duì)濃度結(jié)果有較大影響，橫向比較時(shí)應(yīng)注明組分?jǐn)?shù)量。

表2 文獻(xiàn)中TVOCs 數(shù)據(jù)Tab.2 TVOCs in literatures

2.2 VOCs 臭氧生成潛勢(shì)特征

表1 給出了觀測(cè)期間58 種VOCs 組分OFP 值統(tǒng)計(jì)結(jié)果。從中可以看出，觀測(cè)期間大氣總VOCs 臭氧生成潛勢(shì)為76.99×10-9，其中烷烴為17.04×10-9，烯烴為28.87×10-9，芳香烴為29.75×10-9，炔烴為1.33×10-9。它們分別為總VOCs 臭氧生成潛勢(shì)貢獻(xiàn)率為22.1%、37.5%、38.7%和1.7%。有研究表明，芳香烴和烯烴是大氣環(huán)境中活性較強(qiáng)組分，對(duì)O3形成具有較大貢獻(xiàn)。張翼翔等[19]研究表明鄭州市各VOCs 組分中芳香烴對(duì)OFP 的貢獻(xiàn)為38.9%，烷烴為25.6%、烯烴為17.8%、含氧VOCs(OVOCs)為11.9%、鹵代烴為5.8%。劉芮伶[4]等對(duì)重慶主城區(qū)夏、秋季臭氧生成潛勢(shì)較強(qiáng)的VOCs 主要是芳香烴、烯烴和烷烴，對(duì)臭氧生成貢獻(xiàn)分別為32.1%、30.6%和12%?？傮w上各個(gè)城市VOCs都以芳香烴和烯烴對(duì)臭氧生成的貢獻(xiàn)最為顯著，不同城市的工業(yè)布局造成了城市間VOCs 的排放差異，最終會(huì)造成城市間OFP 優(yōu)勢(shì)組分的不同。本研究中烷烴組分中，正丁烷OFP 值最高，為2.68×10-9，其次為異丁烷（1.95×10-9）和丙烷（1.80×10-9），這3 種烷烴占總烷烴OFP 值比例的37.7%。烯烴各組分中，OFP 值最高的3 種烯烴占到總烯烴比例的66.5%，它們分別是乙烯（OFP 值為10.66×10-9），丙烯（4.83×10-9）和反-2-丁烯（3.70×10-9）。芳香烴類組分中，間/對(duì)二甲苯OFP 值最高（5.93×10-9），甲苯次之（5.06×10-9），鄰二甲苯第三（3.67×10-9），這3 種組分占總芳香烴類的49.3%。58 種VOCs 組分OFP 值排前10 位的是：乙烯、間/對(duì)二甲苯、甲苯、丙烯、反-2-丁烯、鄰二甲苯、1,2,4-三甲苯、1,2,3-三甲苯、順-2-丁烯、正丁烷。劉芮伶[4]等和安俊琳[5]等對(duì)重慶和南京大氣觀測(cè)得到臭氧生成潛勢(shì)貢獻(xiàn)大的組分中，乙烯、丙烯，間/對(duì)二甲苯、甲苯均是排名前五。烯烴和芳香烴類組分活性高，對(duì)臭氧生成貢獻(xiàn)高，因此，在制定臭氧污染控制政策時(shí)，應(yīng)優(yōu)先控制芳香烴和烯烴類污染排放。二甲苯，甲苯濃度高，臭氧生成潛勢(shì)大，可作為優(yōu)先控制排放組分。

2.3 VOCs 特征物比值分析

用TVOC/NOx(V/V)比值可以初步判斷該地區(qū)O3生成是受VOCs 控制還是受NOx控制[3]。城市典型大氣條件下V(TVOC)/V(NOx)為5.5，當(dāng)V(TVOC)/V(NOx)＜5.5時(shí)，NOx與自由基的反應(yīng)快于VOCs，O3生成對(duì)VOCs的體積濃度較敏感。當(dāng)V(TVOC)/V(NOx)＞5.5 時(shí)，VOCs 與自由基的反應(yīng)快于NOx，O3生成對(duì)NOx的體積濃度較敏感。站點(diǎn)V(TVOC)/V(NOx)均值為1.11，說(shuō)明站點(diǎn)NOx濃度較高，VOCs 濃度屬于較低水平，O3生成主要受VOCs 控制區(qū)，該結(jié)果與蔣美青等[20]觀測(cè)結(jié)果一致。

站點(diǎn)的二甲苯同分異構(gòu)體數(shù)據(jù)間相關(guān)系數(shù)相關(guān)性不高（r=0.2503）。從二甲苯同分異構(gòu)體散點(diǎn)圖看出，二甲苯應(yīng)有兩個(gè)來(lái)源。直方圖從空間上反映數(shù)據(jù)集中趨勢(shì)，間對(duì)二甲苯/鄰二甲苯比值（MP/O，如圖5 所示）有兩個(gè)均值，分別是2.67 和1.26。將風(fēng)速小于0.5 m/s 設(shè)置為無(wú)風(fēng)，近似認(rèn)為以本地排放為主，該源排放MP/O 的均值約為2.67。風(fēng)速高于0.5 m/s設(shè)置為有風(fēng)，排放源有兩個(gè)，一個(gè)與無(wú)風(fēng)時(shí)應(yīng)為同一來(lái)源。另外一個(gè)來(lái)源MP/O 的特征值為1.26，結(jié)合風(fēng)速，該排放源應(yīng)距離站點(diǎn)較遠(yuǎn)且以鄰-二甲苯為主。

圖4 鄰二甲苯與間/對(duì)二甲苯散點(diǎn)圖Fig.4 Scatter diagram of o-xylene and m/p-xylen e:a) no wind; b) windy

圖5 間對(duì)二甲苯/鄰二甲苯比值直方圖Fig.5 Histogram of m/p-xylene to o-xylene ratio

圖6 為不同季節(jié)異戊二烯的日變化，隨日光和溫度上升，呈現(xiàn)典型單峰型。異戊二烯是自然界植物釋放的最主要排放物之一，其排放量隨溫度和光強(qiáng)增大而增強(qiáng)[3]。本站異戊二烯與氣溫?cái)?shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)r=0.513(p=0.000)。異戊二烯白天均值（0.190×10-9）高于夜間均值（0.051×10-9），夏秋季均值（0.326×10-9）高于冬春季均值（0.049×10-9），說(shuō)明站點(diǎn)異戊二烯來(lái)自植物排放，屬于天然源。

圖6 異戊二烯平均值不同季節(jié)曲線Fig.6 Diurnal curve in the concentration of isop rene in different seasons

甲苯與苯的比值（即T/B 比值）中位值日變化曲線（見圖7 實(shí)線）呈現(xiàn)單峰特征。T/B 比值平均值的日變化曲線（見圖7 虛線）與中位值日曲線單峰型不同，平均值曲線在早5 點(diǎn)和晚上22 點(diǎn)各出現(xiàn)一次峰值。10 月9 日22 點(diǎn)到10 日5 點(diǎn)，甲苯出現(xiàn)一次偶發(fā)污染事件，使得（1—10）月T/B 比值在22 點(diǎn)的平均值上升了44%，秋季平均值上升了25%，中位值變化則只有1%。中位值是數(shù)據(jù)位置平均數(shù)，不受極端值的影響。算術(shù)平均值更合適單峰和基本對(duì)稱的數(shù)據(jù)均值。在具有極端值的數(shù)據(jù)中中位值比算術(shù)平均值更具有代表性，因此濃度比值分析時(shí)，采用中位值討論。

圖7 T/B 比值中位值和平均值日變化曲線Fig.7 Diurnal curve of mean and median value for T/B ratio

工業(yè)區(qū)的大氣中測(cè)到的T/B 比值為6.00～6.90[22]，在隧道實(shí)驗(yàn)中T/B 比值是1.52[23]。T/B 比值常用來(lái)判別污染來(lái)源特征[24-25]。一般認(rèn)為苯化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有明顯背景濃度[26]。在城市大氣中，苯的主要來(lái)源是燃燒過(guò)程，如機(jī)動(dòng)車尾氣排放、生物質(zhì)燃燒、燃煤過(guò)程等；甲苯除了來(lái)自機(jī)動(dòng)車排放外，涂料和溶劑的使用也是其重要來(lái)源[22]。本研究中T/B 比值中位值為3.09，四分位范圍為1.56～4.78，略高于上海市均值2.43（1.78～3.27）[21]，低于青浦區(qū)[16]3.35。（1—10）月站點(diǎn)T/B 比值各季節(jié)中位值排序：夏季＞秋季＞春節(jié)＞冬季（見圖8）。夏秋季時(shí)，甲苯溶劑揮發(fā)變強(qiáng)，T/B 比值明顯上升，冬春季甲苯揮發(fā)變?nèi)酰琓/B 比值下降。T/B 比值日變化特征（見圖7）為在夜間19點(diǎn)后逐步上升，早5 點(diǎn)達(dá)到最高峰（4.0），白天逐步下降，至16 點(diǎn)降到最低（2.6），17 點(diǎn)后隨著光化學(xué)反應(yīng)速度減慢濃度趨于平穩(wěn)。

圖8 各季節(jié)T/B 比值平均值和中位值Fig.8 Mean and median value of T/B ratio in different seasons

結(jié)合季節(jié)變化特征和日變化趨勢(shì)，可以認(rèn)為溶劑涂料的工業(yè)過(guò)程源是影響站點(diǎn)甲苯主要污染源。

2.4 VOCs 污染來(lái)源解析

使用統(tǒng)計(jì)軟件IBM SPSS Statistics 22，選取19種常規(guī)因子和VOCs 組分進(jìn)行因子分析。共136 組有效數(shù)據(jù)。輸入數(shù)據(jù)檢驗(yàn)得KMO(Kaiser-Meyer-Olkin)為0.767(＞0.7)，Bartlett 球形度檢驗(yàn)p=0，所以數(shù)據(jù)滿足因子分析法要求。該研究在特征值大于1 的前提下提取出6 個(gè)因子作為主因子，共提取出60.5%的總變量，涵蓋了樣本的大部分信息。VOCs 主因子分析結(jié)果見表3。

從表3 中可以看出，因子1 中負(fù)載較高的是一氧化碳、PM2.5、一氧化氮和苯。在城市大氣中，苯的主要來(lái)源于燃燒過(guò)程[21]，大氣中NO、CO 主要來(lái)自燃料燃燒[3]。因此，因子1 可以認(rèn)為是燃料燃燒源。因子2 中主要由丙烷、丁烷和戊烷構(gòu)成。丙烷和丁烷是LPG/NG 的主要成分，因子2 可歸納為化石燃料揮發(fā)源。因子3 中異戊烷、正戊烷、乙烷和乙烯的負(fù)載較高。異戊烷是典型的汽油揮發(fā)的示蹤劑[27-28].乙烷和乙烯是汽車尾氣中的常見組分，因此，因子3 可以歸納為機(jī)動(dòng)車尾氣源。因子4 中負(fù)載較高的是甲苯、正己烷和二甲苯。涂料揮發(fā)和溶劑使用是這些組分的重要來(lái)源[29]。因此，因子4 定性為溶劑涂料使用源。因子5 中乙苯、鄰二甲苯和丙烯負(fù)載高。乙苯和二甲苯是在工廠生產(chǎn)中的典型排放物[24-25]，丙烯是石油化工基本原料之一。因此，因子5 為工廠排放源。因子6 中，主要負(fù)載因子為異戊二烯和丙烯。結(jié)合前文對(duì)異戊二烯日變化曲線的分析，因子6 應(yīng)為天然源。

表3 因子分析結(jié)果Tab.3 Result of factor analysis

從VOCs 來(lái)源解析情況來(lái)看，污染來(lái)源包括：燃料燃燒源、天然氣揮發(fā)源、機(jī)動(dòng)車尾氣源、溶劑涂料使用源，工廠排放源以及天然源，各源占比為41%、17%、12%、11%、10%和9%。蔣美青[20]等源解析結(jié)果顯示上海地區(qū)VOCs 的主要來(lái)源為機(jī)動(dòng)車尾氣、溶劑涂料使用源、固定源燃燒、汽油揮發(fā)和工業(yè)排放，與本研究十分相似。

3 結(jié)論

1）上海北郊大氣總VOCs 體積濃度為25.79×10-9，其中烷烴占比63.2%，烯烴占比11.6%，芳香烴占比19.8%，炔烴占比5.4%。總VOCs 體積組分呈現(xiàn)夏季高，秋季低的季節(jié)變化規(guī)律。體積濃度排前10 位的組分為：丙烷、乙烷、乙炔、甲苯、乙烯、異戊烷、正己烷、間/對(duì)二甲苯、異丁烷。

2）大氣總VOCs 臭氧生成潛勢(shì)為76.99×10-9，其中烷烴為總VOCs 臭氧生成潛勢(shì)貢獻(xiàn)率為22.1%，烯烴為37.5%，芳香烴為38.7%，炔烴為1.7%。58 種VOCs 組分OFP 值排前10 位的為：乙烯、間/對(duì)二甲苯、甲苯、丙烯、反-2-丁烯、鄰二甲苯、1,2,4-三甲苯、1,2,3-三甲苯、順-2-丁烯、正丁烷。

3）觀測(cè)點(diǎn)屬于VOCs 控制區(qū)。T/B 比值反映出觀測(cè)點(diǎn)VOCs 受周邊工業(yè)區(qū)和交通源影響較大。異戊二烯主要來(lái)自天然源排放。從VOCs 來(lái)源解析情況來(lái)看，站點(diǎn)VOCs 污染來(lái)源包括：燃料燃燒源、天然氣揮發(fā)源、機(jī)動(dòng)車尾氣源、溶劑揮發(fā)源，工廠生產(chǎn)源以及天然排放源。