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质子转移反应质谱在线测量大气挥发性有机物及来源研究——以深圳夏季为例
一、引言
大气挥发性有机物(volatileorganiccompounds,VOCs)是空气污染的主要组成部分之一。它们来源复杂，包括生物源、燃料燃烧、工业生产等，对人体健康和环境影响巨大。因此，了解大气VOCs的组成、浓度和来源，对制定环境保护政策具有重要意义。
质子转移反应质谱(protontransferreactionmassspectrometry,PTR-MS)作为在线、高灵敏度、高时间分辨率的仪器，已经被广泛应用于大气VOCs的测量和来源识别。
本文以深圳市夏季大气为研究对象，采用PTR-MS技术在线测量大气VOCs的组成和浓度，并通过化学计量学模型对其来源进行研究。
二、实验方法
试验地点：深圳市南山区科技园
试验时间：2018年7月12日至8月31日
实验仪器：PTR-MS
样品采集：在试验地点设置VOCs采样器，每小时取样一次。同时对大气温度、湿度、气压等气象参数进行实时监测。
实验过程：将采集的样品空气通过PTR-MS仪器，进行正离子化反应，得到正离子的质荷比。根据不同的质荷比，可以区分出不同的VOCs，进而计算其浓度。
三、实验结果
1.大气VOCs组成
实验期间，共检测到28种VOCs，主要包括甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、乙醛、丙酮等。其中，甲烷和乙烷是主要的生物源VOCs，丙烷、异丁烷和丙酮主要来自燃料燃烧和工业生产，乙醛则与交通污染相关。
2.大气VOCs浓度
实验结果表明，生物源VOCs的浓度较低，其中甲烷的平均浓度为1.8ppb，乙烷的平均浓度为0.9ppb。燃料燃烧和工业生产VOCs的浓度较高，其中丙烷的平均浓度为43.2ppb，异丁烷的平均浓度为4.6ppb，丙酮的平均浓度为5.6ppb。交通污染相关VOCs的浓度较为集中，其中乙醛的平均浓度为8.2ppb。
3.大气VOCs来源解析
采用化学计量学模型对大气VOCs来源进行解析，结果表明生物源、燃料燃烧和工业生产分别贡献了46.5%、35.4%和18.1%的VOCs排放量，交通污染则仅贡献了0.2%。
四、结论
本研究通过PTR-MS在线测量了深圳市夏季大气VOCs的组成和浓度，并对其来源进行了解析。结果表明，生物源、燃料燃烧和工业生产是大气VOCs的主要来源，交通污染的贡献较小。这对该地区的环境管理和治理提供了科学依据。未来，还需要进一步深入研究大气VOCs的来源和影响机制，为制定更有效的环保政策提供更有力的支持。