岭南亚热带森林冠层大气挥发性有机物污染特征及区域人为源的影响

大气中挥发性有机物(VOC)对空气质量、气候变化和人体健康均有重要影响.我国南方亚热带森林地区大气VOC浓度易受区域人为源排放影响.为定量探究其影响,于 2019 年 8-9 月在鼎湖山和车八岭自然保护区森林站点,通过无人机机载设备采集并分析了午后和晚上林冠层上方不同垂直高度的大气VOC和臭氧浓度,结合WRF-GC模型模拟和情景分析定量评价了区域人为源排放对林区大气环境的影响.结果表明:林区大气植物源VOC(BVOC)浓度低,人为源VOC(AVOC)浓度相对较高;车八岭AVOC浓度低于鼎湖山,BVOC浓度则高于鼎湖山,受区域人为源排放的影响较鼎湖山小;[甲基丙烯醛(MACR)+甲基乙烯基酮(MVK)]/异戊二烯比值高,说明 2 个站点BVOC大气转化均较快;2 个站点不同采样高度上AVOC物种浓度差异均不显著,车八岭BVOC物种浓度差异也不显著,但鼎湖山异戊二烯和α-蒎烯在 25 和 100 m处浓度差别较大,垂直湍流扩散可解释这一差异.此外,WRF-GC模型对鼎湖山林区大气污染物地表浓度的模拟效果较好.在关闭区域人为源情景下,鼎湖山异戊二烯日均模拟浓度增加 4 倍,臭氧浓度降低 3 倍,说明我国南部亚热带森林大气受区域人为源排放影响,BVOC向其氧化产物的转化加快,可能促进植物源二次有机气溶胶(SOA)的生成,而臭氧浓度超过植物耐受阈值,长期暴露会引起林区植被损伤.