《Journal of Environmental Sciences》：Long-term changes in atmospheric non-methane hydrocarbons, sources, and ozone formation potential in Wuhan, central China
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•非甲烷烃（NMHCs）在2016-2024年间显著下降，年均下降率为1.12 ppbv。•经过气象因素校正后，这一下降趋势降至年均0.64 ppbv（2019-2024年）。•降雨量（BLH）、风速和温度解释了超过70%的气象影响。•车辆（21.9%-40.5%）和液化石油气（
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非甲烷烃（NMHCs）在2016-2024年间显著下降，年均下降率为1.12 ppbv。
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经过气象因素校正后，这一下降趋势降至年均0.64 ppbv（2019-2024年）。
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降雨量（BLH）、风速和温度解释了超过70%的气象影响。
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车辆（21.9%-40.5%）和液化石油气（LPG）（20.7%-33.3%）是NMHC的主要来源。
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溶剂（15.6%）和车辆尾气（13.5%）对O3的形成有主要影响。
引言
非甲烷烃（NMHCs）是一类重要的挥发性有机化合物（VOCs），是臭氧（O3）的关键前体（Yang等人，2019年；Wang等人，2017年），在调节大气氧化能力和区域空气质量方面发挥着重要作用。过去十年中，中国O3污染问题日益严重（Du等人，2019年；Ren等人，2022年），而二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、细颗粒物（PM2.5）和一氧化碳（CO）的浓度则有所显著下降（Fan等人，2020年；Cheng等人，2019年；Qiu等人，2023年；Wei等人，2023年）。根据《国家空气质量公报》（MEE，2021-2025年），2020年至2024年间，339个城市的平均O3浓度每年增加了1.9 μg/(m3）。
为应对严重的空气污染，中国采取了一系列严格的空气质量法规和政策（Qian等人，2021年）。特别是在“十三五”计划（2016-2020年）期间，中国政府将VOCs纳入了强制性减排目标。这些政策显著减少了人为排放，尤其是来自道路交通和工业活动等领域的NMHC排放。长期监测为追踪NMHC浓度和组成的变化提供了独特的机会（Li等人，2023年；Liu和Wang，2020年）。除了针对特定污染事件的短期行动（Hui等人，2020年）外，多年数据集可以揭示污染物浓度的长期趋势、排放源贡献的变化、在持续监管压力下的主要排放 sector 的变化，以及年际气候变异性对污染的影响（Zhao等人，2021年）。
以往的研究已经对中国主要城市的NMHC水平、化学组成和排放源进行了分析，包括北京（Li等人，2020年）和上海（Peng等人，2023年）。然而，这些研究大多依赖短期监测或有限的观测期，通常仅覆盖特定季节或污染事件（Wang等人，2010年；Li等人，2022年；Liu等人，2017年）。尽管这些研究提供了有关NMHC排放特性和光化学过程的宝贵信息（Liu等人，2021年），但它们不足以区分排放变化和年际气候波动。
气候条件，包括温度、边界层高度和风模式，可以在年际时间尺度上显著影响观测到的NMHC浓度（Liu等人，2024a）。如果不考虑这种变异性，看似长期的NMHC浓度变化可能被误认为是由排放变化引起的。机器学习技术，特别是随机森林（RF）模型，在长期空气质量分析中越来越被用来区分气象效应和排放驱动的信号（Grange等人，2018年）。这些去气象化方法为识别重要的浓度趋势提供了坚实的框架，并已成功应用于各种大气污染物（Henneman等人，2015年；Ly等人，2021年）。
NMHC浓度的长期变化通常伴随着排放源贡献的显著变化。排放控制法规可能对不同排放源部门产生不同程度的影响，从而导致交通、工业排放、溶剂使用和燃料相关活动的相对重要性发生变化（Liu等人，2024b）。正交矩阵分解（PMF）等源分配方法为评估这些随时间变化的源构成提供了定量基础（Li等人，2023年）。了解推动NMHC源变化的机制对于解释观测到的浓度趋势和确定重点排放部门至关重要。
武汉是中国中部最大的城市之一，是一个典型的内陆大城市，特征是快速的城市化、繁忙的交通和多样的工业排放。虽然之前的研究已经描述了该地区的NMHC组成，但它们主要关注短期监测或特定季节，如夏季O3事件或冬季雾霾期（Hui等人，2020年；Lyu等人，2016年）。研究也广泛评估了NMHC的源贡献和化学活性及其对O3和二次有机气溶胶（SOA）形成的影响（Hui等人，2019年；Zhang等人，2023年）。然而，在理解NMHC源的长期动态变化方面仍存在显著差距。在过去十年中，武汉在持续的空气质量法规下经历了显著的排放变化，使其成为研究NMHC长期趋势和源演变的重要地点。
本研究重点分析了2016年至2024年间武汉的长期环境NMHC观测数据。通过使用基于RF的去气象化方法去除气象影响后，量化了NMHC浓度的长期趋势，从而分离了排放驱动的 variability。其次，通过PMF分析研究了NMHC源贡献的时间演变，重点关注与长期排放控制相关的变化。第三，研究了NMHC浓度和源结构的变化及其对臭氧形成潜力的影响。通过将长期趋势分析与源分配相结合，本研究揭示了城市NMHC变化及其对城市臭氧污染的贡献的新见解。
章节片段
采样地点和测量
采样地点位于武汉生态与环境监测中心建立的雾霾超级监测站网络中（30.6°N，114.28°E），位于武汉市中心城区江南区武汉环境科学研究院大楼的屋顶（约25米高）（图S1）。该地点毗邻一条主要干道，周围是商业和住宅混合区，代表了一个典型的城市受体站点。
2016-2024年NMHCs和主要化学组的年际变化
图1展示了2016年至2024年间武汉环境NMHC混合比的年际变化，详细数据见表S8。研究期间，年平均总NMHC混合比呈明显下降趋势，从2016年的27.2 ppbv降至2024年的18.1 ppbv。线性回归分析显示年均变化率为-1.12 ppbv/年（p < 0.01）。2020年标志着这一长期趋势的一个转折点，与……
结论
本研究提供了武汉NMHC发展的九年特征描述，整合了长期观测、气象校正、源分配和臭氧形成潜力（OFP）分析。2016-2024年间NMHC浓度显著下降，冬季的下降最为明显；气象校正证实这种下降主要是由排放驱动的，而非天气原因，边界层高度、风速和温度等因素起到了重要作用
Chunmian Yang：撰写——原始稿件、可视化、验证、软件、方法论、数据管理、概念化。Xiaofen Pei：可视化、软件、调查。Han Yue：调查、数据管理。Zhaoqi Wang：调查。Ke Hu：监督、数据管理。Anxiong Chen：数据管理。Haiqun Gong：监督、数据管理。Haibo Zhang：监督。Xiaoxiao Li：监督。Hairong Cheng：撰写——审稿与编辑、监督、资金筹措、数据管理，
利益冲突声明
作者声明他们没有任何已知的可能影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了中国国家自然科学基金（NSFC）（编号42277093）、湖北省联合基金计划（编号2024AFD204）、湖北省优秀青年项目（编号2023AFA057）和中央高校基本科研业务费（编号2042024kf0013）的支持。
Chunmian Yang|Xiaofen Pei|Han Yue|Zhaoqi Wang|Ke Hu|Anxiong Chen|Haiqun Gong|Haibo Zhang|Xiaoxiao Li|Hairong Cheng
