随着陆源空气污染物排放控制力度不断加大，船舶排放对港口和沿海地区环境空气质量影响日益凸显。前期对船舶排放的氮氧化物（NOx）、二氧化硫（SO2）、颗粒物等污染物研究相对较多，但船舶排放的挥发性有机化合物（VOCs）、中等挥发性有机化合物（IVOCs）等活性有机气体研究相对较少，特别是其基于实测的贡献影响研究非常缺乏。
针对这一问题，中国科学院广州地球化学研究所童梦雪博士生在王新明研究员和张艳利研究员的指导下，与南方科技大学、广东省广州生态环境监测中心站、广州市生态环境局南沙监测站、广东省生态环境监测中心、暨南大学等合作，选择代表性内河船只在航行过程中进行实测（图1），获得船舶尾气VOCs和IVOCs排放源谱；基于典型沿海站点和城市站点环境大气VOCs和IVOCs观测，探讨了实际环境空气中船舶排放对臭氧和二次有机气溶胶（SOA）生成的潜在贡献。取得的主要研究进展如下：
（1） 内河船舶VOCs及IVOCs的排放因子均高于海船，其中内河船舶IVOCs平均排放因子达3.7 ± 3.5 g kg-1 fuel，高于已报道的其它IVOCs相关源（海船、汽油车、柴油车、非道路移动机械和生物质燃烧等）（图2）。
（2） 烷烃组成方面，有别于其它IVOCs排放源所排放C12-C22 正构烷烃中C12正构烷烃占主导的情况，内河船尾气中C12-C15正构烷烃排放因子大致相当，以C14正构烷烃相对较高，这一特征可有助于识别内河船舶排放IVOCs。（图3）。
（3） 广州沿海站点观测表明船舶排放对环境VOCs浓度及其臭氧生成潜势（OFPs）和二次有机气溶胶生成潜势（SOAFPs）的年均贡献分别为6%、5%和14%，但7月受海洋传输影响较大时，船舶排放的贡献达到最高，分别占到总VOCs浓度的22%、OFPs的15%和SOAFPs的31%（图4）。
（4） 2021年冬季PM2.5污染时期对广州市城区和沿海站点的观测表明，尽管船舶排放对环境空气中总有机蒸气（包括VOCs和一次碳氢IVOCs）浓度贡献不到10%，但它们对SOA生成的贡献可高达40%（图5）。
上述研究结果表明，船舶排放VOCs和IVOCs已成为沿海地区O3和SOA生成的重要前体物，控制船舶源排放有助于港口城市和沿海地区O3和PM2.5污染协同控制与空气质量持续改善。
图1 采样船舶
图2 实测船舶VOCs和IVOCs排放因子及其与他源的比较
图3 船舶及排放C12-C22正构烷烃组成及其与其它源比较
图4 不同污染源排放对VOCs浓度（a）、OFPs（c）以及SOAFPs（e）的贡献的月变化；船舶与陆上柴油机排放源排放对VOCs浓度（b）、OFPs（d）以及SOAFPs（f）贡献的月变化。
图5 城区站点（GYQ）和沿海站点（HKUST）不同污染源排放对有机蒸气（VOCs + IVOCs）在8:00-19:00（a，b）、12:00-15:00（c，d）的初始排放贡献及其在12:00-15:00对SOAFPs的贡献（e，f）。
本研究受到国家自然科学基金、国家重点研发计划、香港RGC项目、中国科学院青年创新促进会、广东省科技厅等项目的联合资助。相关成果发表在国际学术期刊《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》和《Environmental Pollution》上。
相关论文信息：
(1) Mengxue Tong（童梦雪）,Yanli Zhang*（张艳利）,Huiyi Zhang（张惠仪）, Duohong Chen（陈多宏）,Chenglei Pei（裴成磊）,Hao Guo（郭昊）,Wei Song（宋伟）,Xin Yang（杨新）, and Xinming Wang（王新明）. (2024), Contribution of ship emission to volatile organic compounds based on one-year monitoring at a coastal site in the Pearl River Delta region. Journal of Geophysical Research: Atmospheres,129,e2023JD039999. https://doi.org/10.1029/2023JD039999
(2) Mengxue Tong（童梦雪）,Yanli Zhang*（张艳利）, Shaoxuan Xiao（肖少轩）,Chenglei Pei（裴成磊）,Jun Wang（王俊）,Runqi Zhang（张润琪）,Xiaoqing Huang（黄晓晴）,Wei Song（宋伟） and Xinming Wang（王新明）*. (2024),Simultaneous determination of volatile organic compounds (VOCs) and intermediate volatility organic compounds (IVOCs) for their contributions to secondary organic aerosol in Guangzhou,Journal of Geophysical Research: Atmospheres,129,e2024JD041018. https://doi.org/10.1029/2024JD041018
(3) Mengxue Tong（童梦雪）,Yanli Zhang*（张艳利）, Mei Li（李梅）,Qi Wang（王琪）,Xiao Tian（田晓）,Dan Zhang（张丹）,Aoqi Ge（葛澳琪）,Wei Song（宋伟）,Xin Xiong（熊鑫）,Yinong You（游亦农）,Yongjang Xu（徐永江）,Yihua Huang（黄奕华）,Xin Yang（杨新） and Xinming Wang（王新明）.(2024) Onboard measurements of organic vapor emissions from river vessels under various operational conditions,Environmental Pollution,364,125332. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2024.125332
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