新疆典型地区大气环境VOCs和NOx污染特征及健康风险评价

With the acceleration of urbanization in typical regions of Xinjiang, the pollution of volatile organic compounds (VOCs), nitrogen oxides (NOx), etc. in the atmospheric environment is also increasing. Because Xinjiang's geographical structure, climatic conditions, and ecological environment are more special than other regions in China, it is not conducive to the proliferation of atmospheric pollutants. Therefore, VOCs, NOx, and ozone (O3) data monitored in typical regions of Xinjiang are taken into consideration for the hazards to the environment and residents caused by VOCs and NOx pollution in the atmosphere, combined with photochemical tank model and three-dimensional meteorological chemistry (WRF-Chem) model, using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis and multiple linear regression methods to investigate the concentration levels, seasonal variations, physical and chemical composition, and pollution characteristics of VOCs and NOx, and parsing the source for local VOCs and NOx pollution. By analyzing the influence of VOCs and NOx on the formation of O3 in the region, the contributions of VOCs and NOx to the formation of O3 in the atmospheric environment of typical regions of Xinjiang and the key active components were determined. And take the health risk assessment method recommended by the US Environmental Protection Agency (USEPA) for human health risk assessment, analysis and evaluation of its impact on human respiratory and lung health. It aims to protect the health of the local population and at the same time provides a scientific basis for the prevention and control of atmospheric pollution in typical regions of Xinjiang.

随着新疆典型地区城市化进程的加快，挥发性有机化合物（VOCs）、氮氧化物（NOx）等污染也呈现加重的趋势。由于新疆地理结构、气候条件以及生态环境较国内其他地区更为特殊，因此针对大气环境中VOCs、NOx污染对环境及居民造成的危害，以新疆典型地区内所监测到的VOCs、NOx、臭氧（O3）数据为研究对象，结合光化学箱模式模型以及三维气象化学（WRF-Chem）模式模型，采用气相色谱-质谱分析方法以及多元线性回归手段，探究VOCs和NOx的浓度水平、季节变化特征、物理化学组分及污染特点，对当地VOCs和NOx污染来源进行解析。通过分析VOCs、NOx对区域内O3生成的影响，确定VOCs、NOx对O3生成的贡献及关键活性组分。并采取美国环境保护署推荐的健康风险评价方法进行人体健康风险评估，分析评价其对人体呼吸道及肺部健康的影响。旨在保护当地人群健康，同时对新疆典型地区大气污染防治提供科学依据。

近年来，我国以臭氧（O3）等污染物造成的光化学染污越来越严重，逐渐成为了一个严重的环境问题。新疆作为中国西北部重要的地区，O3的浓度水平逐年增大。挥发性有机污染物（VOCs）是臭氧的重要前体物，由于南北疆在地理位置方面存在着较大差异，本研究选区南北疆典型城市（石河子市、阿拉尔市、图木舒克市以及和田市）为采样点，通过Summa罐采样-预浓缩-气质联用仪对全年及春夏秋冬四个季节VOCs的污染状况进行采样分析。结果如下：.（1） VOCs 物种进行定性定量检测分析。和田市：烷烃（68.9%）＞烯烃（16.6%）＞芳香烃（9.1%）＞炔烃（5.3%）；石河子市：烷烃（55.1%）＞炔烃（25.3%）＞芳香烃（10.6%）＞烯烃（9%）。阿拉尔市地区大气环境中的TVOCs年平均浓度为268.02μg/m3，各类占比由高到低依次为，烷烃（51.24%）、烯烃（14.23%）、卤代烃（12.36%）、OVOCs（10.26%）、芳香烃（10.19%）、炔烃（1.71%）。.（2）运用PMF模型对四个市区大气环境中的VOCs进行污染源定量分析，结果表明交通排放源对和田市区VOCs浓度的贡献最大，达到了49.9 %；燃煤源对石河子市区VOCs浓度的贡献最大，达到了32.4 %。图木舒克污染源定量分析为溶剂和燃料挥发源(18.43%)、工业源(12.76%)、煤/生物质燃烧源(30.89%)、交通源(26.06%)和植物排放源(11.86%)。.（3）新疆典型城市大气中VOCs的光化学活性强度。和田市的VOCs的LOH为393.17 S-1，OFP 为192.3 ppbv；石河子市的VOCs的LOH为233.07 S-1，OFP为103.5 ppbv。阿拉尔市环境空气中VOCs的OFP总值为327.15（10-9），LOH总值为511.15（s-1）。图木舒克市 VOCs 的总 OFP 为 146.91 μg/m3 。.（4）新疆四个城市大气环境中的9种有毒有害VOCs进行健康风险评价。结果表明，和田市区和石河子市区的有毒有害VOCs不存在潜在的非致癌风险，但两市都存在潜在的致癌风险。阿拉尔市的VOCs可能存在潜在的非致癌风险和致癌风险。图木舒克市大气VOCs对人体的非致癌风险不大，但如果人体长期暴露在这些物种之中，会存在潜在的致癌风险。