我国北方典型城市大气中VOCs的组成及分布特征

从2008年4月到2009年1月,利用前级浓缩-气相色谱/质谱法,对天津市和沈阳市大气中的挥发性有机物及浓度变化进行了采样研究.共监测了108种VOCs,包括卤代烷烃39种、苯系物16种、烯烃12种、烷烃30种、醛酯11种,在天津市检测到挥发性有机污染物中,醛酯56.9%,卤代烷烃13.4%,烷烃13.1%,苯系物12.9%,烯烃2.5%,卤代烯烃1.1%.沈阳市醛酯49.3%,卤代烷烃17.8%,烷烃11.8%,苯系物10.3%,卤代烯烃7.8%,烯烃2.9%.2市VOCs的含量季节变化都是春秋季节大于冬夏季节,在不同季节不同点位的VOCs的总量的变化趋势几乎一致,并且分析了天津市和沈阳市苯系物和卤代烃的的主要组成成分以及主要来源,苯系物的主要成分包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯,苯系物的主要来源是汽车尾气,卤代烷烃的主要成分是二氯甲烷和氯乙烯,主要来自于汽车尾气和石油化工.     

上海工业区大气中挥发性有机物组成特征研究

文章采用预浓缩-GC-MS方法分析了上海某工业区大气中的挥发性有机物(VOCs)的组成,共检测出102种,其中工业区中心区域的大气主要成分是饱和烷烃(48.5%),卤代烷烃(14.4%),芳香烃(15.4%),卤代芳香烃(0.1%),炔烃(8.8%),烯烃(4.4%),卤代烯烃(0.5%),醇(0.1%),醛(0.4%),酮(5.1%),酯(1.7%),醚(0.6%)。在检出物中有79种是有毒有害物质,主要成分是苯系物、卤代芳烃、烷烃,其中甲苯是含量最高的组分。     

基于SOA和O3生成潜势的杭州市PM2.5和O3协同控制

2019年3月1日～2019年5月31日期间采用Syntech Spectras GC955在线气相色谱仪对杭州市大气环境中挥发性有机物（VOCs）进行了在线连续监测,分析了VOCs体积分数的组成特征、 PM_2.5和O₃协同控制的优控VOCs物种和VOCs特征污染物比值.结果表明,烷烃是VOCs体积分数中最重要的组分,贡献了62.40%. C2～C6的烷烃、苯系物、乙烯和乙炔是VOCs关键物种.烯烃和芳香烃是OFP的主要贡献组分,贡献率分别为41.35%和37.50%.芳香烃是SOA的主要贡献者,贡献率超过90%.低碳的烷烃、低碳烯烃和苯系物是OFP的关键贡献物种,控制好甲苯、间/对-二甲苯和邻-二甲苯这3种苯系物,是O₃和PM_2.5协同控制的关键.采样点大气中VOCs除了受机动车尾气的影响外,溶剂使用等工业排放的影响也较为显著.     

秋季广州郊区大气VOCs污染特征

2017年10月在广州南沙对大气中挥发性有机化合物(VOCs)进行了观测,并对其变化特征和臭氧生成潜势进行了分析。结果表明:测得的VOC总平均浓度为37.5 ppb,表现为烷烃苯系物烯烃;烷烃日变化幅度较大,白天出现两个峰值与早晚交通高峰对应;烯烃浓度日变化不明显,与季节变化引起天然源排放的异戊二烯浓度大幅下降有关;芳香烃日间变化幅度较小;测得的大气中烷烃、烯烃和芳香烃对总VOCs的OFP贡献分别为21.9%、28.7%和47.9%。     

深圳市典型工业行业VOCs排放谱特征研究

为了深入了解深圳市主要工业行业挥发性有机物VOCs排放组分特征,该研究采用气袋采样-GC/MS分析系统,对6个典型行业企业的VOCs排放进行了测定。结果显示:家具、塑胶和自行车制造行业由于大量喷漆的使用而排放特征相似,芳香烃含量突出(70%);而制鞋行业排放的芳香烃和卤代烃含量均较高(分别占比为41%和55%),与制鞋工艺中所用的胶粘剂中富含苯系物和氯代烃相关;印刷行业排放中由油墨释放的烷烃和芳香烃含量均较高(分别占比为43%和40%);电子行业由于工艺复杂性,烷烃、芳香烃和卤代烃排放量则大致均等。该研究详细量化了家具制造、制鞋和自行车制造行业的VOCs排放源成分谱,共55种VOCs组分,其中包括9种烷烃、7种烯烃、9种芳香烃和30种卤代烃,为环境大气中VOCs来源识别提供了参比信息。进一步对不同行业进行了臭氧生成潜势(OFP)估算,结果表明家具制造业的OFP贡献最为显著(42%),应成为深圳市控制臭氧污染的优先控制行业。     

成都市工业挥发性有机物排源成分谱

选取成都市汽车制造和石油化工等典型工业行业,通过瓶采样和SUMMA罐采样及GC-MS分析方法,研究了不同生产工艺环节的挥发性有机物(VOCs)排放特征.结果表明,汽车制造各工艺环节均有各自的优势组分,其中喷漆排放以烷烃(32%)和芳香烃(35%)为主.家具制造排放特征与使用原辅料高度相关,以芳香烃(50%)和OVOCs(38%)为主.石油化工各装置区VOCs浓度范围为49～1 387μg·m~(-3),不同装置区存在较大差异,主要是由于炼油区主要产品为C_5～C_9的汽油和苯系物等,化工区则较多使用了溶剂同时生成烯烃类产品.电子制造均以OVOCs为主,占VOCs总排放的50%以上.制鞋行业排放VOCs主要由烷烃和OVOCs贡献,平均占比分别为52%和36%,与所用溶剂组分高度相关.汽车制造VOCs排放组分差异较大,主要以正十二烷和2-丁酮等为主.家具制造排放组分主要为苯乙烯、乙酸乙酯和间/对-二甲苯等,为涂料和稀释剂的典型组分.石油化工各装置区排放组分有差异,炼油区以苯乙烯等为主,化工区主要为1,3-丁二烯等,仓储区主要为C_3～C_5烷烃等,废水处理则主要为C_6～C_8烷烃等.电子制造主要组分均为乙醇和丙酮等醛酮组分.制鞋企业排放组分以C_5和C_6等烷烃为主.通过臭氧生成潜势计算比较,汽车制造和石油化工行业对臭氧生成潜势贡献较大的VOCs排放组分以烯烃和芳香烃为主,具有较高的污染源反应活性.研究表明各工业行业OVOCs排放比例(17%～96%)和对臭氧生成潜势贡献均较为显著,因此在进行VOCs排放控制时,除重点管控芳香烃和烯烃外,亦应提高对OVOCs组分的关注.     

重庆市北碚城区大气中VOCs组成特征研究

2012年3月~2013年2月,使用特制的不锈钢钢瓶采集重庆市北碚城区大气样品,并采用三步预浓缩-气相色谱/质谱法对所采集的气体样品进行检测.本研究共检出78种挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs),其中烷烃25种,烯烃15种,芳香烃28种,卤代烃10种.结果表明,重庆市北碚大气中年均浓度最高的前7种VOCs分别为:二氯甲烷(3.08×10-9,体积分数,下同)、苯(2.09×10-9)、异戊烷(1.85×10-9)、甲苯(1.51×10-9)、丙烷(1.51×10-9)、间/对-二甲苯(1.43×10-9)、苯乙烯(1.39×10-9).北碚大气中总挥发性有机物(total volatile organic compounds,TVOCs)浓度为33.89×10-9,季节变化表现为:春季(42.57×10-9)>秋季(33.89×10-9)>冬季(31.91×10-9)>夏季(27.04×10-9).从组成来看,烷烃和芳香烃对TVOCs贡献最大,分别达到31.5%和30.7%;其次是卤代烃类,占27.4%;含量最少的组分是烯烃,所占比例仅为10.4%.采用臭氧生成潜势对VOCs组分活性分析结果表明,烯烃类和芳香烃类化合物是对北碚大气O3生成贡献最大的物质.利用主成分分析法对大气样品中VOCs来源进行分析,发现北碚大气VOCs主要源于机动车尾气排放,贡献比为50.41%.北碚大气中T/B年均值为0.73,表明大气中的苯类物质主要来源于机动车的尾气排放,受溶剂挥发的影响较小.     

石化废水挥发性有机物排放特征分析

采用吹扫捕集-气相色谱-质谱联用(GC-MS)的方法,对某炼油企业污水处理厂废水中的挥发性有机物(VOCs)进行指纹图谱解析,共鉴别出VOCs 215种,主要包括烷烃、烯烃、芳香烃、醇、酮;浓度最高的VOCs为苯、甲苯,由于其具有致癌作用,应当作为重点管控和治理对象;甲硫醇、乙硫醇、二硫化碳含量虽然低,但由于其嗅域值较低且具有恶臭气味,是污水处理厂气味感官的主要来源。对整个污水处理流程中的VOCs组分种类和浓度进行分析可知,逸散量较大的为低分子量的烷烃、烯烃、醇类等组分;停留较为持久的是酮类、芳香烃类、含硫化合物类。为减少炼化企业VOCs排放,管控废水输送、处置过程中VOCs的无组织排放,应对隔油、气浮、生化环节加设密封罩,并对挥发性有机物成分进行收集及处理。     

石化行业废气中挥发性有机污染物的调查

为了解石化行业挥发性有机化合物(VOCs)的污染排放特征,选取惠州市石化污水处理厂及树脂生产加工车间释放的废气为调查对象,采用"冷阱富集—GC/MS"技术检测了这两类废气中VOCs的含量与组成。结果表明:石化污水处理厂主要污染物为烷烃、苯系物及烯烃等3类共64种VOCs成分,总浓度为241 mg/m~3,特征污染物为间/对二甲苯,质量分数为6.4%;树脂生产加工车间中主要污染物为烷烃、苯系物及醛类等3类共27种VOCs成分,总浓度达1235 mg/m~3,特征污染物为2-乙基-1,3-二氧戊环,质量分数为18.5%。     

厦门冬春季大气VOCs的污染特征及臭氧生成潜势

2014年1~4月在厦门市城区和郊区开展冬春季节大气样品的采集,采用大气预浓缩系统与GC/MS联用技术定量了48种大气挥发性有机物(VOCs),对比分析了冬春季城区和郊区大气VOCs的污染特征,并利用最大增量反应活性(MIR)估算了大气VOCs的臭氧生成潜势(OFP).结果表明,冬季厦门城区和郊区大气中VOCs的平均体积分数分别为11.13×10-9和7.17×10-9,春季厦门城区和郊区大气中VOCs的平均体积分数分别为24.88×10-9和11.27×10-9,且均表现为烷烃芳香烃烯烃.通过B/T值探讨城区和郊区VOCs的来源发现,机动车和溶剂挥发是城区VOCs的主要来源,郊区VOCs除了局地源的贡献外,还受到外来污染物扩散传输的影响.城、郊区的主要VOCs包括丙烯、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、正己烷、苯、甲苯、乙苯和间对二甲苯,这10种组分对两地VOCs的贡献表现为春季(城区和郊区分别为62.83%和53.74%)高于冬季(城区和郊区分别为61.57%和45.83%).城、郊区VOCs的臭氧生成潜势分析显示,芳香烃的相对贡献率最大,其次是烯烃,烷烃最小.C3、C4类烯烃和苯系物是厦门城区和郊区活性较高的物种,对臭氧的贡献较大.比较观测期间城区和郊区VOCs的平均MIR值可知,郊区VOCs的活性高于城区.     

上海城区典型污染过程VOCs特征及臭氧潜势分析

利用在线气相色谱-氢火焰离子化（GC-FID）监测系统对上海市城区典型污染前、污染中和污染后的55种挥发性有机物（VOCs）进行了自动连续监测,分析了各个阶段VOCs（C2～C12）体积分数、物种变化特征.结果表明上海市城区典型污染前VOCs平均体积分数为27×10-9;污染中VOCs体积分数迅速增加,比污染前高3倍,达到87×10-9;具体以烷烃最高（35.2×10-9）、芳香烃次之（30.0×10-9）、烯烃最低（21.6×10-9）;用最大臭氧生成潜势量（ΦOFP）对不同污染阶段污染VOCs大气活性进行了评估,结果表明不同污染阶段VOCs的ΦOFP均呈现污染前〈污染后〈污染中的变化特征.污染前期的ΦOFP依次是芳香烃（53.0%）〉烯烃（36.1%）〉烷烃（11.7%）;污染中期的ΦOFP依次是芳香烃（54.7%）〉烯烃（36.7%）〉烷烃（9.8%）;污染后期ΦOFP则依次是烯烃（52.7%）〉芳香烃（36.0%）〉烷烃（13.2%）.具体关键活性物种主要包括甲苯、间、对二甲苯、1,3-丁二烯、乙烯、丙烯等芳香烃和烯烃物种,具体以烯烃C2～C4为主,芳香烃C6～C8为主.不同污染阶段O3与ΦOFP之间存在典型的非线性负相关关系,并且ΦOFP转化为O3的量均小于20%,说明臭氧浓度仍有很大上升空间;这对定量评估大气中VOCs对臭氧的影响具有重要意义.     

太原市夏季大气VOCs污染特征及臭氧生成潜势

2018年8月采集太原市大气样品,分析太原市夏季大气VOCs的污染特征,并利用最大增量反应活性系数法（MIR系数法）估算了VOCs的臭氧生成潜势（OFP）.结果表明,太原市夏季大气VOCs浓度为17.36~89.60μg/m³,其中烷烃占比58.01%、芳香烃占比20.06%、烯烃占比16.52%、炔烃占比5.40%.大气VOCs浓度变化表现为明显的早晚双高峰特征,且以早高峰影响为主.OFP分析显示,烷烃、烯烃、芳香烃、炔烃分别占总OFP的19.16%、47.74%、31.75%、1.35%,C₃~C₅类烯烃是活性较高的物种,对O₃生成贡献较大.     

唐山市和北京市夏秋季节大气VOCs组成及浓度变化

2007年和2008年6～9月,利用前级浓缩-气相色谱/质谱法,对唐山市大气中挥发性有机物的组成及浓度变化进行了采样分析研究.2008唐山市大气VOCs平均浓度为163.5×10-9C(碳单位体积比,下同),其中饱和烷烃占45.9%、芳香烃占29.9%、烯烃占5.9%、卤代烃占18.8%;相对2007年同期唐山大气VOCs平均浓度340.4×10-9C下降了51.9%,苯系物下降幅度最大为66.5%,卤代烃中工业排放的二氯苯浓度有所上升;2008唐山市大气VOCs比同期北京大气VOCs浓度低8.5%,奥运时段VOCs变化表明,唐山市大气VOCs除交通源外工业排放也是大气污染的重要来源.     

北京市医院候诊区空气中VOCs的污染特征

对北京市3家医院9个候诊区室内空气进行采样,样品采用预浓缩仪与GC-MS联用系统进行定量分析,共检测出65种挥发性有机物(VOCs).医院室内外VOCs的平均浓度为123.64~713.22μg/m3,其中烷烃、烯烃、芳香烃约占61%~98%.烷烃以乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、异戊烷为主,占50%以上.烯烃的主要成份为乙烯、丙烯、异戊二烯,约占总烯烃的53%~83%.芳香烃以苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯为主,约占79%~98%.不同的候诊区芳香烃的组成差异大,病理科候诊区F的芳香烃主要来自二甲苯的贡献(58%±24%),而挂号处G和口腔科候诊区H的甲苯所占芳香烃的比例最大(34%±26%).绝大多数采样点的室内和室外VOCs浓度的比值(I/O)大于1.0,一些候诊区中芳香烃、卤代烃和环烷烃的I/O远大于1.0,表明这些污染物存在一定的室内来源.     

Chemical speciation and anthropogenic sources of ambient volatile organic compounds(VOCs)during summer in Beijing,2004

Volatile organic compounds (VOCs) were measured at six sites in Beijing in August, 2004. Up to 148 VOC species, including C₃ to C₁₂ alkanes, C₃ to C₁₁ alkenes, C₆ to C₁₂ aromatics, and halogenated hydrocarbons, were quantified. Although the concentrations differed at the sites, the chemical compositions were similar, except for the Tongzhou site where aromatics were significantly high in the air. Based on the source profiles measured from previous studies, the source apportionment of ambient VOCs was preformed by deploying the chemical mass balance (CMB) model. The results show that urban VOCs are predominant from mobile source emissions, which contribute more than 50% of the VOCs (in mass concentrations) to ambient air at most sites. Other important sources are gasoline evaporation, painting, and solvents. The exception is at the Tongzhou site where vehicle exhaust, painting, and solvents have about equal contribution, around 35% of the ambient VOC concentration. As the receptor model is not valid for deriving the sources of reactive species, such as isoprene and 1,3-butadiene, other methodologies need to be further explored.     

北京市城区春季大气挥发性有机物污染特征

"2+26"城市联防联控措施的实施及北京市产业结构的调整,使得北京市大气中VOCs（volatile organic compounds,挥发性有机物）质量浓度、组成特征及来源发生了变化.运用AirmoVOC（GC-866）在线自动监测仪对2017年3-5月北京市城区大气中的VOCs进行观测.结果表明:①北京市城区春季大气中ρ（TVOCs）（TVOCs为总挥发性有机物）为34.36 μg/m3,ρ（烷烃）、ρ（芳香烃）、ρ（烯烃）、ρ（炔烃）分别占ρ（TVOCs）的57.13%、33.18%、7.54%、2.15%.质量浓度最高的前3位VOCs物种分别为苯、丙烷和乙烷,其质量浓度分别为5.97、3.51、2.63 μg/m3.②ρ（TVOCs）的日变化有3个较明显的峰值,分别出现在05:00、11:00和23:00,ρ（TVOCs）最低值出现在18:00,并且夜间ρ（TVOCs）高于白天.VOCs日变化特征表明,北京市VOCs污染受凌晨时段柴油车尾气排放和早晚交通高峰期汽油车尾气排放的影响较为明显.③春季VOCs的OFP（ozone formation potential,臭氧生成潜势）分析表明,芳香烃对OFP的贡献率（44.22%）最大,其次是烯烃（31.06%）,最后是烷烃（23.86%）;北京市VOCs污染的关键活性组分是丙烯、正丁烷、环戊烷、苯、甲苯、二甲苯.④PMF（正矩阵因子分析法）分析表明,溶剂使用源是北京市春季大气中VOCs最主要的排放源,对TVOCs的贡献率为39.06%,其次是移动源（33.79%）和油气挥发源（17.85%）,燃烧源的贡献率（9.30%）最低.研究显示,控制移动源、溶剂使用源和燃烧源的排放是控制北京市环境空气中VOCs污染的关键.      

煤化工产业园区挥发性有机物污染特征及其对大气复合污染的贡献

为研究煤化工产业园区挥发性有机物(VOCs)污染特征及其对大气细颗粒物(PM_2.5)和臭氧(O₃)的贡献,本研究于2021年夏季利用气相色谱/质谱联用仪在某大型煤化工产业园区开展了环境空气115种VOCs的在线监测研究,分析了VOCs的浓度水平、组成特征、日变化特征、潜在来源及其对O₃和PM_2.5中二次有机气溶胶(SOA)的生成贡献. 结果表明:①观测期间,园区站点VOCs的平均体积分数为89.32×10?9±50.57×10?9,显著高于该园区所在城市的城区站点VOCs浓度水平. ②含氧VOCs (OVOCs)是该园区VOCs的主要特征污染物,占总VOCs体积分数的48.2%,乙醇、丙醛和甲醛是体积分数排名前三的物种. ③VOCs的臭氧生成潜势(OFP)为595.64 μg/m3,各组分对O₃贡献潜势的大小表现为OVOCs>烯烃>芳香烃>烷烃>卤代烃>含硫VOC>炔烃. OFP排名前十的物种均为OVOCs、烯烃和芳香烃,其中丙醛对OFP的贡献占比最高,占总OFP的22.2%. ④间/对-二甲苯、邻二甲苯和乙苯等苯系物对二次有机气溶胶生成潜势(SOAFP)的贡献突出,其中间/对-二甲苯的SOAFP最大,占总SOAFP的29.6%,主导了SOA生成. 研究显示,煤化工产业园区中丙醛和甲醛等OVOCs、顺-2-丁烯等烯烃以及间/对-二甲苯与邻二甲苯等芳香烃对大气复合污染贡献较大,是开展PM_2.5和O₃污染协同控制重点关注的物种.      

南京市北郊夏季挥发性有机物的源解析

2012年8月利用在线气相色谱仪对南京市北郊大气环境中的挥发性有机物(VOCs)进行连续监测,分析VOCs时间变化规律,并利用PMF(positive matrix factorization)受体模型和CPF(conditional probability function)方法对其来源进行解析.结果表明,南京市北郊夏季VOCs日变化呈双峰分布,小时平均体积分数为(33.84±27.77)×10-9,夜间高于昼间.其中含量最高的是烷烃,其次是烯烃和芳烃,分别占到总挥发性有机物(TVOCs)的49.3%、24.4%和18.5%,乙炔占7.8%.南京市北郊夏季VOCs主要来源有5个,分别是交通尾气、燃料挥发、工业排放、有机溶剂挥发和植物排放源,各自对TVOCs贡献为33.1%、25.8%、23.2%、8.1%和9.7%.烷烃主要来源于汽车尾气排放、工业排放和燃料挥发,贡献百分比分别为23.7%、35.3%和31.3%;烯烃主要来源于燃料挥发、工业排放和汽车尾气排放,分别占41.1%、18.4%和24.3%;对芳烃贡献最大的为汽车尾气排放,占到49.2%,其次是有机溶剂挥发排放占30.8%.     

深圳大气VOCs浓度的变化特征与化学反应活性

对深圳2010年4个季节大气中VOCs进行了监测,研究了VOCs组分、季节变化和日变化特征.结果表明,烷烃是大气中含量最丰富的VOCs物种,占总VOCs的50%以上,其他依次是芳香烃和烯烃.总VOCs浓度季节变化表现为冬季最高和夏季最低,日变化特征则表现为夜晚浓度高、白天浓度低,峰值出现在早晨7:00左右,最低值则出现在下午14:00.通过VOCs物种间的比值特征分析了部分物种的来源,结果显示,反式-2-丁烯和顺式-2-丁烯主要来源于机动车尾气,甲苯和正己烷则受到了溶剂挥发的影响.利用最大增量反应活性(MIR)计算了各类VOCs的臭氧生成潜势(OFP),大气各类VOCs的OFP芳香烃最高、其次为烯烃,烷烃最低,甲苯、间,对-二甲苯和乙烯对臭氧生成的贡献在VOCs物种中排名前3.     

上海市城区VOCs的年变化特征及其关键活性组分

2010年在上海市城区开展了为期一年的连续观测,采用自动在线GC-FID方法定量测试了大气中56个VOCs物种的浓度.结果发现,上海市城区大气VOCs的全年小时体积分数为(2.47~301.48)×10^-9,平均体积分数为(26.45±23.36)×10^-9,其中,烷烃占46.72%,芳香烃占33.18%,烯烃占11.33%,乙炔占8.76%.T/B(甲苯/苯)为3.51±2.40,表明气团除受机动车影响外,受溶剂、油气和LPG挥发等其他VOCs排放的影响也比较突出;E/E(乙烷/乙炔)为0.98±0.68,表明气团存在老化现象,且春冬季节气团光化学年龄相对较短,夏秋季节光化学年龄相对较长.VOCs的浓度水平和组成在不同风向风速影响下存在一定差异,西南部石化和化工企业排放的VOCs对城区的影响明显,其主要物种为芳香烃和烯烃;该地区气团的OH消耗速率常数(K^OH)为8.05×10^-12 cm³·分子^-1·s^-1,平均VOCs最大O₃增量反应活性(4.00 mol·mol^-1)与乙烯相当,平均反应活性较强;对OH消耗速率(L^OH)贡献率最大的是烯烃(42.21%)和芳香烃(40.83%),对臭氧生成潜势(OFP)贡献率最大的是芳香烃(62.75%)和烯烃(21.70%),VOCs的关键活性组分是二甲苯、甲苯、乙苯、乙烯、丙烯、反-2-丁烯及异戊二烯.