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大气挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs),包括各种烷烃、烯烃、芳香烃及其衍生物,具有化学反应活性,与环境中的氮氧化物(NOx),在紫外线的照射下发生反应,形成光化学烟雾。同时,一些中间反应产物还会促进二次有机气溶胶(SOA)的生成,对城市和区域大气复合污染有至关重要的影响,已严重危害到人体健康和自然环境。目前,挥发性有机物已成为国内外研究的热点。 受城市化和工业化的快速发展的影响,厦门空气质量呈现下降趋势。基于此,本研究于2014年1月至12月在厦门开展了大气样品的采集,分析了厦门市不同功能区大气中VOCs的污染特征和来源,并评价了VOCs对暴露人群产生的健康风险。主要结论如下: (1)各功能区共检测出48种挥发性有机物,包括27种烷烃类、8种烯烃类和13种芳香烃类。各功能区TVOCs的污染特征表现为工业区最高,浓度为(94.82±49.17)μg·m-3,其次依次为交通区>港口区>开发区>居民区>背景区。不同功能区各类VOCs在总VOCs(TVOCs)中所占比例均表现为烷烃>芳香烃>烯烃。背景区、居民区、开发区、港口区和工业区季节变化特征为春季>夏季>冬季>秋季,而交通区表现为夏季>春季>秋季>冬季。这可能与不同季节的气象条件的变化以及排放源的强弱有关。研究站点秋季和冬季VOCs的日变化特征表现为:夜晚VOCs的浓度高于白天,在下午14:00VOCs的浓度最低,同时各类VOCs在各个时间点均表现为烷烃>芳香烃>烯烃,并且冬季日变化中各时间点TVOCs的浓度高于秋季。 (2)通过臭氧生成潜势(OFP)来研究不同功能区VOCs的光化学特征,得到OFP在各功能区的变化趋势为工业区>交通区>港口区>开发区>居民区>背景区,这与VOCs浓度的变化趋势一致。背景区、居民区、开发区、交通区和港口区各类VOCs的臭氧生成潜势表现为芳香烃>烯烃>烷烃,工业区则表现为芳香烃>烷烃>烯烃。背景区、居民区、开发区、港口区和工业区总OFP(TOFP)的季节变化特征为春季>夏季>冬季>秋季,交通区则表现为夏季OFP最高。不同季节背景区、居民区、开发区、交通区和港口区各类VOCs的OFP均为芳香烃>烯烃>烷烃,而工业区只有在夏季符合这一规律,春季、秋季和冬季则表现为芳香烃>烷烃>烯烃,其原因可能是在夏季工业区烯烃浓度的急剧增加。 (3)苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX)作为苯系物的重要组成部分,在各功能区总芳香烃所占的比例范围为72.30%~~80.53%。各功能区BTEX的非致癌风险值均表现为甲苯<乙苯<邻二甲苯<间、对二甲苯<苯,范围在8.72×10-4~1.09×10-1之间,处于美国环保署(USEPA)认定的安全范围内(危害商数(HQ)<1)。甲苯的浓度虽然最高,但其非致癌风险值最低;苯的非致癌风险值最大,并且致癌风险值在3.12×10-6~2.56×10-5之间,高于美国环保署规定的安全阈值(1.00×10-6),表明存在致癌风险。 (4)PCA/APCS模型解析出背景区和居民区VOCs的排放源均包括机动车排放源、溶剂挥发源、燃料挥发源和工业生产源。溶剂挥发和燃料挥发源对开发区VOCs的贡献最大,为79.07%。交通区和港口区VOCs的主要来源是机动车尾气、溶剂挥发和燃料挥发,三类污染源对交通区的贡献分别为75.99%、14.72%和9.28%,对港口区的贡献为66.99%、20.17%和12.84%。工业区VOCs的主要来源也为机动车尾气,其贡献高达63.51%;工业溶剂的使用、工业生产源和燃料挥发的贡献相当,分别为14.91%、11.39%和10.18%。