新冠疫情爆发后，为遏制病毒的扩散传播，我国各地都采取了停工、停产和减少出行等严格的管控措施。疫情管控措施的实施，特别是交通和工厂生产活动的停滞，使大气中PM 2.5 、SO 2 、CO等空气污染物排放显著减少。疫情管控期间，作为臭氧（O 3 ）主要前体物的氮氧化物（NOx）大幅下降，而前期在多个城市群地区的研究表明O 3 则没有明显下降甚至还出现了上升的现象。虽然我国城市群地区O 3 生成整体上主要受VOCs控制，然而疫情管控期间VOCs变化情况很少有研究报道。疫情管控措施的实施相当于一次被动的大规模人为减排行动，对其VOCs减排效果的评估可为污染源控制提供有益启示。
有机地球化学国家重点实验室王新明研究员课题组基于珠三角中心城市广州城区站点的VOCs、O3和NOx等在线监测数据，对COVID-19疫情管控前、中、后三个阶段的对比分析表明，COVID-19管控期间总VOCs的浓度比管控前降低了19.1%，其中烷烃、烯烃和芳香烃的浓度分别降低了19.0%、24.8%和38.2%。 值得注意的是低碳链烷烃（C<6）的浓度仅降低了13.0%，而高碳连烷烃（C？6）的浓度则降低了67.8%。此外，早高峰时段 VOCs 峰值的消失以及疫情管控期间甲苯与苯的比率下降表明机动车尾气和工业溶剂排放的显着减少。PMF源解析结果表明，在COVID-19管控期间，工业排放、柴油车尾气和汽油相关的排放减少分别占VOCs下降的48.9%、42.2%和8.8%；工业排放源的显著减少，可以解释56.6%的活性烯烃和70.0%芳香烃的降低。研究还表明，COVID-19管控期间，虽然NOx下降了57.0%，VOCs下降了19.1%，臭氧日最大8小时平均值则降低了11%，而臭氧1小时平均值则增加了17%。污染物减排和大气中O3的浓度改变表明，如何有效控制城市群地区的臭氧仍将是一项非常具有挑战性的任务。
图1 COVID-19疫情管控前、中、后三个期间O3、NO-NO2-NOx、VOCs、烷烃、烯烃和芳烃的日变化情况
图2 COVID-19疫情管控前、中两个期间，VOCs、烯烃和芳香烃的源排放的变化，以及不同源排放的减少对其环境浓度VOCs水平降低的占比
本研究成果近期发表在Science of the Total Environment上，论文第一作者为裴成磊博士生，王新明研究员为通讯作者。除本单位参与人员，共同合作者主要来自广东省广州生态环境监测中心站、广东省生态环境监测中心、广东省环境科学研究院。本研究受到国家自然科学基金委、中国科学院先导专项、香港RGC、广东省科技厅等项目的联合资助。
论文信息：Chenglei Pei, Weiqiang Yang, Yanli Zhang, Wei Song, Shaoxuan Xiao, Jun Wang, Jinpu Zhang, Tao Zhang, Duohong Cheng, Yujun Wang, Yanning Chen, Xinming Wang*: Decrease in ambient volatile organic compounds during the COVID-19 lockdown in the Pearl River Delta region, south China, Science of The Total Environment, 823, 153720, 2022, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.153720.