基于隧道测试的机动车VOCs排放特征及源解析

为探究以乙醇汽油(E10)为主要燃料的机动车尾气源和蒸发源挥发性有机物(VOCs)排放特征,于2019年12月在郑州市北三环隧道内展开了连续两周的VOCs采样,并对隧道内车流特征和环境参数等进行在线监测.首先,利用气相色谱/质谱(GC/MS)法定量出106种VOCs组分,然后采用正交矩阵因子分析(PMF5.0)-化学质量平衡(CMB8.2)复合模型对机动车尾气源和蒸发源VOCs排放的贡献率进行定量解析,最后采用最大增量反应活性(MIR)和气溶胶生成系数(FAC)分别测算了尾气源和蒸发源的臭氧生成潜势(OFP)和二次有机气溶胶生成潜势(SOAFP).结果表明,采样期间隧道环境空气中ρ(VOCs)为(2794.5±147.4)μg·m-3,其中卤代烃类的质量分数最高[(32.4±2.0)％],其次为芳烃类[(27.5±0.6)％]和烷烃类[(23.3±0.8)％];基于PMF5.0-CMB8.2复合模型的机动车源VOCs解析结果为:尾气排放(62.5％)＞蒸发排放(37.5％);机动车源VOCs排放的OFP贡献率为:尾气排放(71.9％)＞蒸发排放(28.1％),SOAFP贡献率为:尾气排放(75.8％)＞蒸发排放(24.2％);蒸发源OFP的优势组分有间/对-二乙苯、异戊二烯和反-2-戊烯等,蒸发源SOAFP的优势组分有间/对-二乙苯、间/对-二甲苯和1,2,3-三甲基苯等,尾气源OFP的优势组分有间/对-二甲苯、1,2,4-三甲基苯和1,3,5-三甲基苯等,尾气源SOAFP的优势组分有间/对-二甲苯、间/对-二乙苯和1,3,5-三甲基苯等.建议E10使用区域,在加强机动车尾气排放控制的同时,也应重视蒸发VOCs排放,尤其是其中芳烃类和烯烃类等高活性组分.