基于模型化学机理的VOCs化学物种谱建立与对比分析

本研究在珠江三角洲地区(以下简称珠三角)道路移动源、工业有机溶剂及非工业有机溶剂使用源VOCs化学成分谱实测研究的基础上,建立了基于大气模型化学机理CB05和SAPRC-07的本地化模型物种谱,并与基于美国环保署SPECIATE数据库建立的物种谱进行对比分析.结果表明,1基于SAPRC-07机制建立的本地物种谱与SPECIATE差异较CB05机制明显;2制鞋、家具制造、轻型汽油车和摩托车本地物种谱与SPECIATE物种化结果差异较小;3印制电路板、轻型柴油车、LPG出租车及非工业有机溶剂使用源的物种谱差异较为显著.从模型物种谱对模型模拟结果的影响考虑,模型物种谱应尽量基于本地源化学成分谱建立;此外,对于重要源排放成分谱数据缺失的区域,利用SPECIATE数据作为模型物种输入文件时,建议优先选取CB05机制,以期提高空气质量模型模拟的可靠性和准确性.     

PM2.5与O3协同控制视角下深圳市工业VOCs源谱特征

选取深圳8类典型工业行业开展VOCs样品采集,检测分析了100种VOCs组分,从PM_2.5和O₃协同控制的角度分析了不同污染源的成分谱特征和对环境的影响.结果表明：加油站源谱组成以烷烃（48.4%）占主导,OVOCs （27.6%）占比突出,乙酸乙酯（14.1%）、异戊烷（13.0%）、正戊烷（12.0%）为其优势排放物种;涂料制造、胶黏剂生产、油墨制造、化工制品、纺织印染、医药制造行业排放组成均以OVOCs （42.3%~97.1%）占主导,丙酮为大多数行业的优势物种,且乙腈在部分行业中占比突出.垃圾发电行业以OVOCs （33.9%）和卤代烃（28.3%）占主导,乙醛（13.4%）、丙酮（11.0%）、一氯甲烷（6.1%）为该行业排放的优势物种.以PM_2.5和O₃协同控制为导向,芳香烃和烯烃是储存运输源需要控制的重点;OVOCs和芳香烃都应成为工艺过程源和废弃物处理源控制的关键.涂料制造行业的源反应活性SR_O3和SR_SOA值分别为6.0g/g和1.2g/g,削减单位质量排放的VOCs所减少的PM_2.5和O₃生成潜势最多,应成为深圳市PM_2.5和O₃协同控制下的优先控制行业.     

成都市典型溶剂源使用行业VOCs排放成分特征

对成都市5类典型溶剂使用行业挥发性有机物(VOCs)进行采样监测,测定了其主要组成成分,得出了各行业的VOCs本地化排放系数.结果表明:芳香烃和含氧VOCs是主要成分,不同行业的特征VOCs组分各有不同;大气化学反应活性较大的物种大部分为芳香烃,其中对/间二甲苯的臭氧生成潜势(OFP)值约为141.88 mg·m~(-3),甲苯的OFP值约为90.90 mg·m~(-3),二者占总OFP的53%;家具制造行业的VOCs排放系数为0.61 kg·件~(-1),汽车喷涂行业VOCs排放系数为3.1 kg·辆~(-1),制鞋行业VOCs排放系数为4.04 g·双~(-1),印刷行业VOCs排放系数为34.7g·kg~(-1)油墨,人造板生产行业VOCs排放系数为3.67 g·m~(-3)人造板.     

北京市典型溶剂使用行业VOCs成分谱

基于北京市挥发性有机物(VOCs)排放清单和下一阶段VOCs减排的需求,针对汽车整车制造、木质家具制造和出版物印刷这3个主要溶剂使用行业,分别选取典型企业作为研究对象,采用负压法对重点排放环节进行采样,以GC-MS/FID系统测定样品中VOCs组分构成,从而获取了北京市典型溶剂使用行业VOCs成分谱.结果表明,汽车整车制造主要排放环节排放的VOCs组分存在明显差异,色漆涂装工序以含氧VOCs和芳香烃为主,分别占比71. 26%和27. 14%,罩光工序芳香烃达到84. 10%;木质家具制造业不同排放环节的VOCs组分差异不大,均以含氧VOCs和芳香烃为主,分别占55. 08%和18. 98%;出版物印刷业不同排放环节无法单独监测,其混合废气VOCs组分以烷烃和含氧VOCs为主,分别占比47. 29%和44. 57%.     

邢台市典型行业VOCs排放特征研究

为了解邢台市不同行业企业挥发性有机物（VOCs）污染特征,通过Summa罐采集样品,采用预浓缩-气质联用仪系统（GC-MS/FID）进行测定分析,探究不同行业VOCs特征组分变化,并分析了VOCs排放对OFP（臭氧生成潜势）贡献影响.结果表明:①光伏元件制造、木材深加工及印刷行业排放的VOCs中以OVOCs（含氧挥发性有机物）为主,其占比在52.7%以上,特征物种为异丙醇、丙酮及乙酸乙酯等;玻璃深加工、汽车表面喷涂及家具制造行业排放的VOCs中以芳香烃为主,占比为36.7%~93.8%,特征物种为间/对-二甲苯、邻-二甲苯和对-二乙基苯等.②玻璃深加工、汽车表面喷涂及家具制造行业排放的VOCs中对OFP贡献较大组分为芳香烃,占比为88.3%~98.2%,活性物种为间/对-二甲苯、甲苯及邻-二甲苯等C₇~C₉的苯系物;光伏元件制造和印刷行业排放的VOCs中对OFP贡献较大的组分为OVOCs,占比为92.8%~95.2%,活性物种为异丙醇、乙酸乙酯及甲基乙基酮等;木材深加工行业排放的VOCs中对OFP贡献较大的组分为OVOCs和烯烃,占比分别为39.0%~53.4%和23.0%~25.3%,活性物种主要为丙酮、甲基乙基酮及1-丁烯等.研究显示,邢台市玻璃深加工和汽车表面喷涂企业中芳香烃对OFP影响较大,其次是印刷企业,亟需优先加强管控.      

基于排放量和大气反应活性的VOCs污染源分级控制

挥发性有机物（VOCs）作为PM_2.5和O₃共同的关键前体物,是大气污染防控的重要方向.目前我国VOCs的控制政策主要基于VOCs排放量,而没有考虑到VOCs组分其化学反应活性,这将影响VOCs减排对改善空气质量的效果.因此,尝试建立基于VOCs排放量和大气反应活性的VOCs污染源分级控制方法,以北京市为例进行研究.首先,通过采样监测获得了北京市餐饮业、汽修业和加油站这3个典型VOCs污染源的成分谱,并通过文献调研获得了炼油石化、包装印刷、汽车制造、建筑涂装和机动车这5类VOCs污染源的成分谱.然后,分别采用最大增量反应活性（MIR）和气溶胶生成系数（FAC）计算污染源排放单位质量VOCs的臭氧生成潜势（OFP）和二次有机气溶胶生成潜势（SOAFP）,来表征VOCs污染源对臭氧和二次有机气溶胶的反应活性.在获得北京市各VOCs污染源的排放量（EA）、 OFP和SOAFP值后,采用极差法对其进行归一化处理,分别获得归一化指数NEA、 NOFP和NSOAFP.最后,计算得到VOCs污染源分级指数（PCI）,并根据归一化后的NPCI将VOCs污染源...     

重庆市主要工业源VOCs组分排放清单及其臭氧生成潜势

基于"第二次全国污染源普查"基础信息和工业行业VOCs源成分谱,建立了重庆市2017年主要工业源VOCs组分清单,并估算其臭氧生成潜势(OFP),识别工业源VOCs重点管控物种及其来源.结果表明,重庆市2017年工业源VOCs排放总量及其OFP分别为144.12 kt和477.34 kt,汽车制造、装备制造、塑料制造和...     

黄河三角洲地区大气复合污染特征、成因与VOCs来源解析

为了解黄河三角洲区域细颗粒物(PM_2.5)和臭氧(O₃)大气复合污染特征和成因,本文利用2021年和2022年夏秋季黄河三角洲中心城市东营市、滨州市的挥发性有机物(VOCs)连续观测数据及常规污染物数据,识别对O₃和二次有机气溶胶(SOA)生成有显著贡献的VOCs物种并对VOCs进行来源解析,同时利用基于观测的化学盒子模型探讨O₃的生成敏感性.结果表明：(1)黄河三角洲地区PM_2.5和O₃浓度“双高”的大气复合污染主要出现在秋季,夏季东营市和滨州市首要污染物均为O₃,距离入海口越远的站点O₃超标天占比越高;秋季东营市和滨州市首要污染物均为PM_2.5,且超标情况相近.(2)烯烃和含氧挥发性有机物(OVOCs)对臭氧生成潜势(OFP)的贡献大,优势物种为乙醛;芳香烃对SOA生成潜势(SOAFP)的贡献大,优势物种为1,2,3-三甲苯.(3)东营市夏秋季O₃生成均处于VOCs...     

工业城市人为源VOCs排放特征及典型行业控制对策:以聊城市为例

近年来以PM_2.5和臭氧(O₃)为特征污染物的大气复合污染问题频发,VOCs是工业城市O₃和PM_2.5产生的重要前体物之一,明确VOCs排放来源及特征有利于精准减排以及PM_2.5和O₃协同控制措施的制定. 聊城市是山东省典型工业城市,PM_2.5和O₃分别是秋冬季、夏季的首要污染物. 本研究以聊城市为例,运用排放因子法构建2020年聊城市人为源VOCs排放清单,分析VOCs排放来源及特征并提出控制对策. 结果表明:①2020年聊城市VOCs排放总量为28 434.5 t,溶剂使用源(10 551.5 t)、工艺过程源(6 504.9 t)和移动源(6 311.1 t)为主要排放来源,总占比为82%,与其他工业城市情况相似. ②从空间分布来看,VOCs排放明显集中于城区,与工业企业及人口分布等具有密切联系. 茌平区及东昌府区VOCs排放量较大,分别为6 800.1、6 333.4 t. ③从三级排放源看,机动车(5 748.4 t)、木材生产及胶粘剂使用(4 586.7 t)、橡胶和塑料制品业(2 849.2 t)等VOCs排放量较大,且排放的特征组分对大气中O₃及二次有机气溶胶的生成影响较显著. ④通过对典型行业原辅材料和末端设施使用情况进行分析,发现建筑涂料使用、工业涂装和印刷印染行业溶剂型涂料使用量占比分别为49%、91%和56%,同时工业涂装、印刷印染以及石化与化工行业的高效末端设施使用数量占比总体不足20%,具有较大的减排潜力. 研究显示,聊城市工业VOCs排放源减排潜力较大,应尽快推进典型行业低挥发性溶剂和高效末端设施的替代升级.      

四川省典型行业挥发性有机物源成分谱

本研究选取了四川省汽车制造、木制家具、人造板制造、涂料生产和合成树脂生产等挥发性有机物(VOCs)排放源典型行业,通过GC-MS国标方法分析各环节有组织排放的VOCs组分,采用排放总量归一化法处理,获取了四川省汽车制造等典型行业挥发性有机物的成分谱.结果表明,汽车整车制造、木制家具和油性涂料生产企业的VOCs主要组分为芳香烃和含氧化合物,占总VOCs的70%以上,汽车零部件制造企业排放物种主要为芳香烃,其占比达90%以上.人造板制造业含氧化合物占比达97%,其中甲醛占比为75%,其次为异丙醇、丙酮等物质.合成树脂行业芳香烃、烯烃占比较高,占比之和达80%以上,其中烯烃物种主要为1,3-丁二烯和1-丁烯.不同行业排放物种虽存在一定差异,但主要以芳香烃和含氧化合物为主,因此,应加强对芳香烃和含氧化合物等浓度高、活性高、毒性大的组分进行识别和控制,采取源头、过程和末端全过程控制,达到总量减排的效果.     

济南市典型行业VOCs排放特征及减排潜力分析

基于济南市2020年大气污染源排放清单,选取化工、工业涂装、印刷和家具制造作为VOCs排放典型行业,对VOCs排放现状及存在问题进行调查分析,并依据企业规模及末端治理技术现状,设计出2种减排情景,估算减排潜力.结果表明,典型行业VOCs排放量从大到小依次为化工(7 947.92 t)、工业涂装(2 383.29 t)、印刷(792.87 t)和家具制造(143.79 t),其中,化工和工业涂装以大型企业为主,VOCs排放量占比分别为46.45%和50.89%,印刷和家具制造以中型企业为主,VOCs排放量占比分别为51.76%和42.37%;末端治理以单一低效治理技术为主,燃烧技术和组合技术等高效治理技术的使用率仅为7.46%;企业现场调研发现部分企业存在未完成源头替代、无组织排放管理不到位和末端治理设施适配性差等问题,具有一定的减排潜力.在设计的2种减排情景下,化工行业减排潜力最大,减排率为69.58%～84.99%,工业涂装、印刷和家具制造行业的减排率分别为26.98%～34.74%、 36.96%～59.74%和8.55%～40.45%.各行业的大、中型企业减排潜力较大,平均减排率...     

国内外PM2.5源谱对比及其对空气质量模拟效果的影响

对比了国内外固定燃烧源、工业过程源、道路移动源和扬尘源等排放源PM_2.5成分谱之间的差异,并利用CMAQ（区域空气质量模型）模拟识别各PM_2.5成分谱之间的差异对空气质量模拟影响较大的排放源.结果表明:① 由于国内外发展水平、排放标准、采样分析条件以及排放源除尘设备等的差异,各排放源PM_2.5成分谱差异较大;② PM_2.5成分谱差异较大的源主要有燃煤电厂、水泥制造、重型柴油车和道路扬尘等,而差异较大的组分主要有SO₄2-、NO₃-和Ca等;③ 道路移动源源谱本地化对PM_2.5的模拟影响最大,其次为扬尘源和工业过程源,而固定燃烧源则相较最小,其中道路移动源源谱本地化模拟案例与基线的PM_2.5模拟质量浓度绝对差值为0.27μg/m3,各组分质量浓度差系数之和为52.60×10-3 μg/（m3·kg）,而固定燃烧源源谱本地化模拟案例PM_2.5模拟质量浓度绝对差值仅为0.10μg/m3,各组分之和为2.12×10-3 μg/（m3·kg）.研究显示,有必要采用统一的标准开展本地源成分谱测试工作,为源解析及模型模拟提供基础性数据,而从对空气质量模型模拟影响的角度出发,优先建立道路移动源本地化PM_2.5成分谱较为重要.      

长三角区域人为源活性挥发性有机物高分辨率排放清单

基于长三角区域41个城市本地实测,结合美国EPA的SPECIATE 4.4数据库,建立了长三角区域人为源活性挥发性有机物(VOCs)高分辨率排放清单,分析了区域内VOCs的排放特征和组分构成;计算了VOCs的臭氧生成潜势(OFP)和二次有机气溶胶生成潜势(SOAP).结果表明,2017年,长三角区域人为源VOCs排放总量为4.9×10⁶ t,其中工艺过程源、工业溶剂使用源、移动源、生活源、储运源、农业源和废弃物处理源排放贡献分别为：34.3%、27.1%、19.5%、9.7%、6.1%、2.5%和0.4%.芳香烃和烷烃是VOCs的主要种类,均各占长三角VOCs排放总量的25%.工艺过程源、工业溶剂使用源、移动源和生活源OFP贡献率分别为38.3%、21.5%、16.4%和13.2%,SOAP贡献率分别为26.2%、34.1%、18.1%和17.9%,与VOCs排放量的主要贡献源基本一致.各城市VOCs重点排放行业存在较大差异,重点城市群以石化化工和装备制造为主,区域北部则以木材家具等涂装行业为主.计算表明,丙烯、间/对-二甲苯和乙烯是臭氧主要贡献源;甲苯、1,2,...     

2011~2019年中国工业源挥发性有机物排放特征

为阐明近年来我国工业源挥发性有机物（volatile organic compounds,VOCs）排放特征,对排放源分类体系进行完善并采用动态排放因子法,建立了2011~2019年中国工业源VOCs排放清单.结果表明,全国工业源VOCs排放量从2011年11122.7 kt增长到2017年13397.9 kt,而后增长势头得到遏制并略有下降,到2019年下降至13247.0 kt.4个环节的排放结构发生改变,基础化学原料制造、汽油储运、涂料、油墨、颜料及类似产品和工业防护涂料涂装等排放源对相应环节的排放贡献不断上升,相反汽车、集装箱制造与石油和天然气加工等行业排放贡献有所下降.2019年全国工业源VOCs排放中,工业涂装、印刷和基础化学原料制造排放量大（共占总量的39.2%）,且近9年排放占比不断增加,是今后需关注的重点排放源;空间上,华东和华南地区VOCs排放最多,山东、广东、江苏和浙江是贡献最大的4个省份,合计占总量的40.6%.     

成都市典型有机溶剂使用行业VOCs组成成分谱及臭氧生成潜势研究

选取成都市5大典型有机溶剂使用行业——包装印刷业、人造板制造业、家具制造业、制鞋业和化学品制造业具有代表性的15家企业测定挥发性有机物(VOCs)排放组分,并对其不同组分的臭氧生成潜势(OFP)进行分析.研究结果表明:不同行业排放的VOCs之间存在较大差异,包装印刷业和人造板制造业主要排放含氧VOCs(OVOCs),家具制造业主要排放芳香烃和OVOCs,制鞋业和化学品制造业主要排放OVOCs、芳香烃和烷烃;芳香烃是化学反应活性最强的组分,对臭氧的生成贡献普遍较大,其中贡献最大的邻二甲苯及间二甲苯的OFP值分别为92.13 mg·m~(-3)和89.65 mg·m~(-3),二者占总OFP的40%;五大典型有机溶剂使用行业中,家具制造业对O_3生成的贡献最大,OFP贡献率为34.59%.     

溶剂使用源有组织排放VOCs监测方法及组成特征

以上海2家大型修造船企业、3家大型汽车制造企业、2家大型涂料生产企业、1家大型油墨生产企业以及1家大型包装印刷企业为例,研究不同监测方法对溶剂使用源有组织排放废气VOCs(挥发性有机物)监测的适用性;并在此基础上初步探讨溶剂使用源排放VOCs的组成特征.结果表明:Summa罐可以很好地采集和储存溶剂使用源排放的有机物,废气在Summa罐采集、储存1周后,其中NMHC(非甲烷总烃)质量浓度与企业现场测试结果一致性很好,二者相关系数高达0.99,平均比值为1.04±0.09.采用GC-FID/MS(气相色谱-氢离子火焰/质谱)联用技术分析Summa罐采集的废气发现,VOCs可定量组分的质量浓度平均值占ρ(NMHC)的61.0%(以碳计);不同溶剂使用源排放的NMHC中可定量组分所占比例在29.2%～95.7%之间,行业之间存在一定差异.溶剂使用源排放的废气中可定量的VOCs组分主要是芳香烃和含氧VOCs;修造船和汽车制造等喷涂过程排放的VOCs中芳香烃贡献最大,其次是含氧VOCs;在涂料油墨生产及包装印刷过程排放的VOCs中,含氧VOCs贡献最大,特别是包装印刷源排放的VOCs中有85.0%是乙酸乙酯.研究结果对溶剂使用源VOCs物质排放清单编制有一定的支撑作用.