楊泉の夏季における揮発性有機化合物の特徴、発生源の分布と環境影響

[Characteristics, Source Apportionment, and Environmental Impact of Volatile Organic Compounds in Summer in Yangquan].

• Yue-Yuan Niu
• Zhuo-Cheng Liu
• Ru-Mei Li
• Qian-Zhuo Gao
• Meng-Jie Deng
• Yu-Long Yan
• Dong-Mei Hu
• Jing Wu
• Lin Peng

抄録

揮発性有機化合物(VOC)を陽泉市の3つの環境サンプリング地点で採取し、ガスクロマトグラフィー-質量選択検出器/火炎イオン化検出器(GC-MSD/FID)を用いて定量した。VOCの発生源を診断比と正マトリックス因数分解(PMF)により特定し、VOCがOと二次有機エアロゾル(SOA)に与える環境影響を評価した。その結果、平均VOC濃度は(82.1±22.7)μg-mで、アルカンが最も多く(51.8%)、次いで芳香族(17.8%)、アルケン(8.0%)、アルキン(3.8%)となった。VOCsの日中変動は二峰性を示し、08:00-10:00、18:00-20:00に双子のピークを示し、12:00-14:00に谷となった。ベンゼン/トルエン(2.1±1.3)とイソペンタン/ペンタン(1.7±0.6)については、石炭燃焼や自動車からの排出ガスの影響を受けている可能性があることが示された。PMFでは、石炭燃焼(34.9%)、自動車排ガス(18.2%)、ガソリン蒸発(15.2%)、産業排ガス(13.6%)、生物由来排ガス(9.2%)、溶剤使用(9.0%)の6つの発生源が抽出された。オゾン形成電位（OFP）の平均濃度は156.6μg-mで、アルケンが最も寄与しているが、二次有機エアロゾル形成電位（SOA）の平均濃度は68.7μg-mで、主に芳香族（93.4％）からのものであった。まとめると、VOC の発生源は石炭燃焼が最も多く、石炭ガングーの管理の加速化とエネルギー構造の再調整が課題となっている。一方で、自動車排出ガス、ガソリン蒸発、産業排出ガスからのVOCの抑制も必要である。

Volatile organic compounds (VOCs) were collected at three environmental sampling sites in Yangquan and quantified by gas chromatography-mass selective detector/flame ionization detector(GC-MSD/FID). The VOC sources were identified by diagnostic ratios and positive matrix factorization (PMF), and environmental impact of VOCs on O and secondary organic aerosol (SOA) were evaluated. The results showed that the average VOC concentration was (82.1±22.7) μg·m, with alkanes being the most abundant group (51.8%), followed by aromatics (17.8%), alkenes (8.0%), and alkynes (3.8%). The diurnal variation of VOCs exhibited a bimodal trend, with twin peaks appearing at 08:00-10:00 and 18:00-20:00, falling to a valley at 12:00-14:00. The results for benzene/toluene (2.1±1.3) and isopentane/-pentane (1.7±0.6) showed that the ambient VOCs may be influenced by coal combustion and vehicular emissions. Six sources were extracted by PMF:coal combustion (34.9%), vehicle emissions (18.2%), gasoline evaporation (15.2%), industrial emissions (13.6%), biogenic emissions (9.2%), and solvent usage (9.0%). The average concentration of ozone formation potential (OFP) was 156.6 μg·m, with the highest contribution from alkenes, while the average concentration of secondary organic aerosol formation potential (SOA) was 68.7 μg·m, mainly from aromatics (93.4%). In summary, coal combustion was the most abundant source of VOCs, and accelerating the management of coal gangue and energy structure readjustment are the key points to address. Meanwhile, restricting the VOCs from vehicle emissions, gasoline evaporation, and industrial emissions is also required.