天津大气中BTEX的变化特征与健康风险评估

采用AMA GC5000BTX在线色谱仪监测天津城区2012年10月~2013年2月大气中苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯和间-对二甲苯(苯系物,BTEX)的浓度,采用气溶胶生成系数(FAC)计算各组分的SOA生成潜势,采用US EPA的健康风险评价模型对BTEX的人体健康风险进行评估.结果表明,观测期间BTEX浓度均值为40.02±23.66μg/m~3,其中甲苯浓度最高,苯和间-对二甲苯次之,邻二甲苯最低,雾-霾日BTEX平均值为49.78±25.03μg/m~3,远高于非雾-霾日(28.57±15.18μg/m~3).BTEX浓度日变化差异明显,非雾-霾日B/T均值为0.70,雾-霾日增至0.77,表明观测期间以机动车排放污染为主,雾-霾污染期间BTEX来源复杂,生物质燃烧和燃煤等的贡献增大.甲苯对SOA的贡献最大,间、对-二甲苯次之,雾-霾日BTEX对SOA的贡献值高于非雾-霾日.观测期间BTEX的HI为0.455,其中雾-霾日HI为0.578,非雾-霾日HI为0.309,均低于EPA认定安全范围,表明苯系物非致癌风险在安全阈值范围内,但苯的致癌风险值为7.64×10-5,高于EPA规定的安全阈值,需要引起高度关注.     

2012年夏季天津城区BTEX污染特征与臭氧潜势分析

采用AMA GC5000BTX在线色谱仪监测天津城区2012年夏季大气中苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯和间-对二甲苯(苯系物,BTEX)的浓度,并结合其最大增量活性因子(MIR)计算各组分的最大臭氧生成潜势量.结果表明,观测期间BTEX浓度均值为38.72μg/m3,其中甲苯和间-对二甲苯浓度最高,乙苯和苯次之,邻二甲苯最低, BTEX存在明显的日变化特征,受大气光化学反应和边界层扩散能力共同影响,午后浓度最低,夜间BTEX浓度维持在较高水平,各BTEX日变化趋势一致.苯与甲苯质量浓度的比值为0.77,表明机动车排放是BTEX的主要来源,但石油化工和涂料挥发等因素也对其存在影响.经计算,间-对二甲苯的最大臭氧生成潜势量最高,甲苯、乙苯和邻二甲苯相当,苯最低, 表明BTEX中间-对二甲苯的光化学反应活性最强.     

炼焦过程中单环芳烃排放及源特征

通过不锈钢采样罐采样和液氮预浓缩/气相色谱/质谱系统分析,研究我国山西某地的土法炼焦和机械炼焦生产过程中单环芳烃(MAHs)的排放情况.炼焦过程MAHs以苯、甲苯、(间+对)-二甲苯为主要成分,苯和总MAHs浓度在土法炼焦烟气中最高达3421.0μg/m3和4865.9μg/m³,在机械炼焦无组织排放气体和烟气中分别为548.7μg/m³、1054.8μg/m³和1376.4μg/m³、1819.4μg/m³.焦炭生产过程中MAHs浓度变化显著:土法炼焦过程MAHs前期释放浓度高于后期;机械炼焦无组织排放MAHs在装煤和出焦时明显升高;而机械炼焦烟气中则是装煤时最高,出焦时最低.苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX)散点图和相关性分析显示机械炼焦释放MAHs主要来自煤的高温分解,而土法炼焦中MAHs释放则可能除焦煤不完全燃烧释放外还受别的因素影响.苯/甲苯/乙苯/二甲苯比值(B/T/E/X)特别是苯/乙苯(B/E)值显示炼焦释放的MAHs具有不同于其它来源的特征.     

苯系化合物在硝酸盐还原条件下的生物降解性能

运用驯化的反硝化混合菌群进行了苯系化合物(BTEX)的厌氧降解试验.结果表明,混合菌群能够在反硝化条件下有效降解苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯.BTEX的降解规律符合底物抑制的Monod模型,当初始浓度小于50mg·L^-1时,6种受试基质的厌氧降解速率顺序为:甲苯>乙苯>间二甲苯>邻二甲苯>对二甲苯>苯.整个试验过程中NO₃^-的消耗与苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯及对二甲苯生物降解之间的摩尔比分别为:9.47,9.26,1     

南京北郊BTESX特征及健康风险评估

采用AMA GC5000BTX监测2014年1月~2016年12月南京北郊大气中苯、甲苯、乙苯、间/对-二甲苯、邻-二甲苯和苯乙烯（BTESX）的体积分数,分析了BTESX体积分数的变化特征以及气象要素对其的影响,并使用特征比值法（T/B）对BTESX的来源进行了定性分析,最后利用EPA的人体暴露分析评价方法对BTESX健康风险进行评估.结果表明,在观测期间,φ（BTESX）平均值为（7.28±6.63）×10^-9,其中φ（苯）最高,为（2.45±3.91）×10^-9,其他物种体积分数由大到小为：甲苯>乙苯>间/对-二甲苯>邻-二甲苯>苯乙烯,分别为：（2.41±2.61）×10^-9、（1.37±1.28）×10^-9、（0.51±0.48）×10^-9、（0.30±0.36）×10^-9和（0.22±0.42）×10^-9.由于存在稳定的芳烃源,BTESX体积分数的月变化和季节变化均不如其他物种（NO_x、CO、SO₂和PM_2.5等）明显.同时,BTESX及其他污染物的"周末效应"不显著.BTESX体积分数很大程度受到来自东北方向化工等企业以及交通主干道的污染物短距离输送的影响,导致BTESX体积分数在东北方向上较大.BTESX体积分数受到相对湿度和温度的共同影响,其高值区主要位于30%~70%相对湿度范围内,在该相对湿度范围内,温度越高,BTESX体积分数高值区域范围也越大.BTESX在不同季节的HI （危害指数）处于EPA认定的安全范围内,而R（苯致癌风险）值则高于EPA规定的安全阈值,同时HI和R值在夏季较高,因此需要高度重视.     

被动采样法监测乌鲁木齐市及周边地区BTEX污染现状

应用被动采样法对乌鲁木齐市及周边地区BTEX的浓度水平、组成特征、来源和污染情况进行研究。结果表明:冬季乌鲁木齐市及周边地区苯平均浓度为22.487μg/m3,甲苯平均浓度为8.188μg/m3,乙苯平均浓度为8.336μg/m3,二甲苯平均浓度为17.597μg/m3,BTEX平均浓度为56.465μg/m3,污染整体水平较高。BTEX的浓度排序为:苯>二甲苯>乙苯>甲苯。其中苯和二甲苯占总量的70.81%,为本地区BTEX中的主要组分。各采样点苯与甲苯比值为1.21~4.60,表明乌鲁木齐市及周边地区BTEX的主要来源为煤炭燃烧。监测数据客观体现了乌鲁木齐市及周边地区BTEX污染现状。     

天津市夏季不同臭氧浓度级别VOCs特征及来源

为深入了解挥发性有机物（VOCs）对臭氧（O₃）污染的影响,基于2019年夏季天津市O₃和VOCs高时间分辨率在线监测数据,对不同O₃浓度级别VOCs污染特征及来源进行分析.结果表明,2019年夏季天津市O₃浓度为优、良、轻度污染和中度污染时,VOCs浓度分别为32.94、38.10、42.41和47.12μg·m^-3.VOCs组分中烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃浓度占比分别为61.72%~63.36%、14.96%~15.51%、2.73%~4.13%和18.53%~19.10%,其中烷烃在O₃浓度为良和轻度污染时占比略高,烯烃和炔烃在O₃浓度为优时占比最高,芳香烃在O₃浓度为中度污染时占比最高.浓度较高的VOCs物种主要为丙烷、乙烷、乙烯、甲苯、正丁烷、异戊烷、间/对-二甲苯、丙烯、乙炔、正己烷、异丁烷、苯、正戊烷、异戊二烯和1,2,3-三甲苯,其中异戊烷、正戊烷、苯、乙烯、丙烯、正丁烷和异丁烷浓度贡献随O₃浓度级别上升逐步增加,异戊二烯和1,2,3-三甲苯浓度贡献在轻中度污染时明显升高.烯烃和芳香烃对臭氧生成潜势（OFP）贡献较高,随着O₃浓度级别上升,烯烃对OFP贡献下降,芳香烃贡献上升.乙烯、丙烯、间/对-二甲苯、1,2,3-三甲苯、甲苯、异戊二烯、反-2-丁烯和顺-2-戊烯是影响臭氧生成的关键物种,其中1,2,3-三甲苯、异戊二烯、丙烯和乙烯对OFP的贡献比例在O₃为轻中度污染时明显增加.源解析结果显示,机动车排放源、溶剂使用源、LPG/汽油挥发源、燃烧源、石化工业排放源、天然源和其他工艺过程源是天津市夏季VOCs主要来源,随着O₃浓度级别上升,机动车排放源、LPG/汽油挥发源、石化工业排放源和天然源贡献逐渐增加,燃烧源和其他工艺过程源贡献总体下降,溶剂使用源贡献在轻中度污染时有所下降.     

岳阳市一次O3污染过程VOCs的组成与来源

文章在岳阳市一个国家空气质量监测站附近,采用罐采样方法采集一次O_3污染过程期间环境全空气样品,利用预浓缩-GC/FID/ECD/MSD技术分析106种VOCs,共检出77种VOCs,研究其组成与来源。结果表明:岳阳市秋季大气TVOCs体积分数为(44.91±15.52)×10~(-9),以烷烃(19.9%～53.0%)、含氧挥发性有机物(OVOCs)(15.7%～55.9%)为主,优势物种为C2～C5烷烯烃、OVOCs、苯系物及卤代烃。秋季VOCs丙烯等效浓度范围为60.46×10~(-9)～230.04×10~(-9);臭氧生成潜势范围为76.37～394.30μg/m~3;反应活性较高的物种为异戊烷、间/对-二甲苯和甲苯及丙烯、乙烯,根据反应活性物种初步判断岳阳市VOCs主要来源为机动车尾气排放及本地石油化工企业排放。特征比值溯源发现秋季异戊烷/正戊烷体积浓度比值为2.6,受机动车排放源影响更大。甲苯和苯、邻二甲苯和苯及间/对-二甲苯和苯体积浓度比值平均值分别为0.05、0.01和0.07,主要来源于生物质、生质燃料、煤燃烧源。邻二甲苯和乙苯、间/对-二甲苯和乙苯体积比值均值分别为0.80和2.71,受溶剂排放影响较大。控制岳阳市秋季O_3污染应着力于交通排放、LPG燃烧排放源、生物质燃烧源、石油化工及溶剂挥发排放的治理。     

过硫酸盐去除石灰土介质中汽油BTEX的效果及乙醇的影响

为了认识岩溶区石灰土含水介质中化学氧化联合生物降解去除燃油苯系物的效果,以汽油中的苯、甲苯、乙苯和二甲苯（BTEX）作为 污染物,通过批实验研究过硫酸盐（PS）联合硝酸盐去除汽油BTEX的效果,并认识不同浓度乙醇（EtOH）存在时带来的影响及化学氧化与反硝化联合修复的可能性.结果表明,在35 d内各组的BTEX去除率均达到91.00%以上,PS化学氧化能有效地去除BTEX.在不含EtOH及含EtOH 初始浓度为500和5000 mg·L^-1的情况下,BTEX浓度在第65 d时分别为未检出、0.226 mg·L^-1、0.243 mg·L^-1,去除率分别为99.98%、99.00%、98.70%,其中,苯的去除率分别为99.98%、97.01%、93.32%.随着EtOH浓度的增加,苯的去除受到抑制,EtOH对BTEX的化学氧化具有阻碍 作用.石灰土介质中高铁含量对PS具有活化能力,高含量有机质能促进PS分解,并导致pH值回升,出现反硝化作用和硫酸盐还原作用,有利于生物降解作用的恢复.     

长沙市环境空气中BTEX的污染特征及健康风险

BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯等)是对空气质量和人体健康具有重要影响的挥发性有机物.为研究长沙市城市大气BTEX污染特征,选择2个典型城市站点(采样点S和W)于2017年8月进行了连续采样分析.结果显示:2个采样点BTEX平均浓度分别为(9.84±5.44),(6.35±4.68)μg/m3;其中间/对-二甲苯是占比...     

北京怀柔O3污染过程初始VOCs浓度特征及来源分析

为了解北京怀柔区夏季典型O₃污染过程中初始VOCs（挥发性有机物）浓度（以φ计）的特征,识别其关键物种及主要来源,于2016年8月3-11日在中国科学院大学雁栖湖校区教学楼顶开展强化观测,利用光化学物种比值法和连续反应模型法测算观测期间大气初始φ（VOCs）,采用MIR（最大增量反应活性）法估算初始VOCs的OFP（O₃生成潜势）,识别关键物种,并应用PMF（正交矩阵因子）模型对初始VOCs的来源进行解析.结果表明:北京怀柔区O₃污染过程中初始φ（VOCs）平均值为25.27×10-9,如忽略化学损失,φ（VOCs）将被低估约18.6%.初始VOCs的总OFP值为144.6×10-9,VOCs物种对总OFP贡献率的顺序依次为醛酮类>烯烃>芳香烃>烷烃,异戊二烯、乙醛、己醛、间/对-二甲苯、甲苯、乙烯、丙烯、1,2,4-三甲苯、丁酮、1,3,5-三甲苯是怀柔区O₃形成的关键活性物种.PMF解析结果显示,机动车尾气源对初始φ（VOCs）的贡献率（23.5%）最高,其次是溶剂使用源（18.3%）、植物排放源（18.1%）、工业过程源（17.6%）、生物质燃烧源（12.1%）和煤炭燃烧源（10.5%）.研究显示,在北京怀柔区典型O₃污染过程中,减少机动车尾气源、溶剂使用源、上风向工业过程源的排放是控制怀柔区VOCs的有效措施,而控制异戊二烯、乙醛、己醛、间/对-二甲苯、甲苯等关键活性物种则是有效抑制VOCs排放对O₃生成贡献的重要手段.      

BTEX pollution caused by motorcycles in the megacity of HoChiMinh

Monitoring of benzene, toluene and xylenes (BTEX) was conducted along with traffic counts at 17 roadside sites in urban areas of HoChiMinh. Toluene was the most abundant substance, followed by p,m-xylenes, benzene, o-xylene and ethylbenzene. The maximum observed hour-average benzene concentration was 254 μg/m3 . Motorcycles contributed to 91% of the traffic fleet. High correlations among BTEX species, between BTEX concentrations and the volume of on-road motorcycles, and between inter-species ratios in air and in gasoline indicate the motorcycle-exhaust origin of BTEX species. Daily concentrations of benzene, toluene, ethylbenzene, p,m-xylenes and o-xylene were 56, 121, 21, 64 and 23 μg/m 3 , respectively. p,m-xylenes possess the highest ozone formation potential among the BTEX family.     

广州番禺大气成分站复合污染过程VOCs对O3与SOA的生成潜势

通过对广州番禺大气成分站(GPACS)的历史观测数据进行分析,结果表明在P1(2011-09-02~2011-09-05)和P2(2012-06-12~2012-06-15)期间发生典型灰霾过程并伴有高臭氧(O_3)值事件的发生.在P1和P2复合污染过程中,日能见度变化范围分别为5.78~6.91 km和5.60~9.25 km,最大8 h O_3体积分数分别为92.14×10~(-9)和91.29×10~(-9).在检测到的55种挥发性有机物(VOCs)中,烯烃和芳香烃的活性最高,对等效丙烯浓度和最大O_3体积分数的贡献分别为41%、39%,28%、54%(P1过程)和35%、46%,22%、61%(P2过程).利用气溶胶生成系数(FAC)估算污染过程的二次有机气溶胶(SOA)的生成潜势,发现烷烃、烯烃、芳香烃对SOA的生成潜势分别占13.2%、21.4%、65.4%(P1过程)和4.6%、13.8%、81.6%(P2过程).甲苯、异戊二烯、乙苯、间/对二甲苯是对O_3与SOA生成贡献大的物种.污染物从城区的输送、持续静小风、高温低湿以及强烈辐射共同导致这两次灰霾过程中高臭氧浓度事件的形成.     

西安市一次霾过程中气溶胶垂直分布特征及气象要素影响

为探讨西安市典型霾过程中的气溶胶垂直分布特征和气象要素影响,利用地面空气质量数据、CALIPSO卫星激光雷达资料以及气象要素资料,并结合HYSPLIT后向轨迹模式、天气形势分析、相关性分析等,对西安市2016年12月17-21日霾过程依据RH（相对湿度）进行干霾、湿霾和雾霾的划分,并分析不同阶段的气溶胶垂直分布特征.结果表明:前期干霾阶段,西北沙尘的输送使得高空气溶胶退偏比和色比较大,以沙尘型气溶胶为主;中期湿霾阶段,RH的增大使得低层细粒子增多,消光系数达1.7 km-1,以污染型气溶胶为主;后期干霾阶段时,低层大气中非球形粗粒子增多,以混合型气溶胶占主导.气象要素对霾过程影响较大,静风、高湿、"双逆温"效应不利于颗粒物的清除,逆温强度的变化与污染物的消长具有一定的滞后一致性.RH和ρ（PM）共同影响能见度变化,RH高于80%时,能见度由RH主导,相关系数达到-0.871;RH低于80%的污染阶段,ρ（PM）对能见度起主导作用,相关系数达0.85以上.研究显示,不同霾阶段气溶胶垂直分布特征差异较大,气象要素对霾过程的消长有重要影响.      

上甸子区域背景站VOCs污染特征及其对臭氧生成贡献

大气中的挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)作为对流层臭氧和二次有机气溶胶的前体物,在光化学反应和细颗粒物污染中发挥着重要的作用.本研究于2017年9月1～27日在上甸子区域背景站开展VOCs的连续在线观测,对VOCs的浓度水平,时空变化特征,化学反应活性及其对臭氧生成的贡献进行了研究,并运用特征物种比值法对初始VOCs的来源进行了分析.结果表明, 2017年9月上甸子站总VOCs平均体积分数为12.53×10~(-9),其中,烷烃是体积分数最大的组分,占到了总VOCs的65.3%,其次是烯烃和芳香烃,分别占到了总VOCs的26.7%和6.5%.从大气化学活性来看,上甸子站总的L~(·OH)(·OH损耗率)为5.2 s~(-1),其中C4～C5烯烃占到了61%,其次是C2～C3烯烃,占到了12.8%.VOCs的臭氧生成潜势平均值为36.5×10~(-9),烯烃是贡献最大的组分,占到了71.2%.烯烃中又以C4～C5烯烃的贡献最为突出,而体积分数较大的烷烃对臭氧生成的贡献却不大.对特征物种的比值研究发现,上甸子站VOCs受生物质燃烧和燃煤排放的影响较大,除此之外,交通排放源也有一定的影响,完全不受工业排放源的影响.     

郑州市某城区冬季不同污染水平大气VOCs特征及源解析

于2019年1月3～23日,在郑州市某城市站点对挥发性有机物(VOCs)进行观测,研究不同污染水平下VOCs组成、变化特征、来源及其对二次有机气溶胶(SOA)生成的影响.结果表明,观测期间含氧VOCs和烷烃为VOCs的主要组分,乙酸乙酯和丙酮为最丰富的物种.清洁天演变至重度污染过程中,VOCs体积分数增高约1倍,大部分物种体积分数随污染程度加重而增高.基于正交矩阵因子模型(PMF),观测期间VOCs主要来源于机动车排放、工业排放、燃烧源、溶剂使用和液化石油气(LPG)使用,且不同污染水平下来源贡献差异明显,重污染期间工业排放和溶剂使用的源贡献分别增高至约清洁天的9倍和3倍.芳香烃为SOA生成潜势(SOA_p)贡献最大的组分,甲苯和间/对-二甲苯为贡献最大的物种,溶剂使用源为贡献最大的来源,重度污染期间总SOA_p增大至约清洁天的2.6倍.加强管控芳香烃类化合物及溶剂使用等相关源的排放对改善郑州市冬季霾污染具有重要意义.     

东莞工业集中区夏季臭氧污染与非污染期间VOCs组分特征及其来源

为探讨东莞典型工业区夏季大气挥发性有机物（VOCs）污染特征及来源,于2020年夏季在厚街镇对大气环境中56种VOCs开展了在线观测,并同步收集了臭氧（O₃）、氮氧化物（NO_x）和一氧化碳（CO）等气体污染物浓度和气象因子等资料,在此基础上分析了VOCs总体积分数和主要物种体积分数特征,进一步估算了主要VOCs物种对臭氧生成潜势的贡献和不同臭氧浓度下VOCs的主要污染源贡献率.结果表明,观测期间56种VOCs的体积分数平均值为53.1×10^-9,其中φ（芳香烃）、φ（烷烃）、φ（烯烃）和φ（炔烃）分别为24.7×10^-9、23.7×10^-9、3.9×10^-9和0.7×10^-9.与非臭氧污染期间相比,臭氧污染期间φ（芳香烃）、φ（烷烃）、φ（烯烃）和φ（炔烃）分别上升约10%、43%、38%和98%.无论是臭氧污染还是非臭氧污染期间,芳香烃对臭氧生成潜势的贡献率均最大,其次为烷烃、烯烃和炔烃.整个夏季观测期间,溶剂源、液化石油气泄漏、化石燃料燃烧源和油气挥发源对VOCs的贡献率分别为60%±20%、16%±11%、15%±11%和9%±6%;臭氧污染期间,溶剂源的贡献率下降到44%,而液化石油气泄漏和油气挥发源的贡献率分别上升到21%和16%.