填埋场作业面NMOCs臭氧生成潜势及高贡献物质

非甲烷有机物(NMOCs)是大气光化学反应生成臭氧过程的主要前体物,填埋场作业面是其重要无组织释放源.为控制对流层臭氧污染,必须控制NMOCs浓度,而识别高臭氧生成贡献物质是前提.本研究采集填埋场作业面气体样品,分析其组分特征,并以等效丙烯浓度法和最大增量反应活性法计算其臭氧生成潜势.结果表明,填埋场作业面共检出符合检出频率与浓度条件的36种5大类物质,NMOCs年均总浓度约为10 000μg·m~(-3),夏季总浓度最高,各类物质浓度呈含氧化合物含硫化合物卤代烃苯系物碳氢化合物的规律;综合两种计算方法结果,全年范围内高臭氧生成贡献物质为乙醇、间二甲苯、丙烯、乙酸乙酯和正戊烷;春季与全年类似,夏秋两季高贡献物质为乙醇、1-丁烯、甲苯、环己烷和苯乙烯,冬季乙醇贡献极高.通过比较,等效丙烯浓度法更适合估算作业面臭氧生成潜势.     

南京江北化工园区挥发性有机物走航观测

挥发性有机物（VOCs）是大气中1类具有较大健康危害的污染物,同时也是大气中二次有机气溶胶和臭氧生成的重要前体物。首次使用搭载了单光子电离质谱仪（SPI-MS）的走航观测车,在2018年3月对南京江北化工园区环境空气中的VOCs进行了为期4 d的走航观测。观测期间,总VOCs的平均浓度为133.3 μg/m3,夜间平均浓度（143.6 μg/m3）较日间（123.1 μg/m3）偏高,工作日平均浓度（226.7 μg/m3）远高于周末（39.9 μg/m3）。同时还获得了高时间和高空间分辨率的VOCs分布特征,并详细分析了走航路线途经的3个重点区域（南钢-南化、扬子石化和化工大道区域）的特征污染物、浓度变化及主要排放源（企业）。总体来看,VOCs组成以烷烃和芳香烃浓度占比最大（均为31%）,其次为烯烃（25%）和卤代烃（13%）;但对臭氧生成潜势的贡献,则是烯烃最大（56%）,其次为芳香烃、烷烃和卤代烃,分别占32%、9%和3%。该结果为化工园区VOCs的减排管理及区域臭氧污染控制提供参考。     

油烟净化器对餐饮VOCs排放和光化学特征的影响

选取了北京市21家餐饮企业,检测了净化器前端和后端的挥发性有机污染物（VOCs）的浓度水平,经油烟净化器净化后,烷烃类、烯烃类、含氧VOCs类和苯系物类污染物的排放平均浓度分别为（714.62±212.17）,（264.88±94.58）,（374.72±57.48）和（174.93±55.19）μg/m³,烯烃类污染物中仅对四氯乙烯有明显的浓度降低效果.根据净化器对VOCs污染物的去除效果,有35.7%的净化器净化效率为负值.烯烃类污染物是餐饮油烟污染中臭氧生成的最重要的前体物,占总臭氧生成潜势的48.2%~50.7%.苯系物成为餐饮业排放污染物中二次有机气溶胶（SOA）的主要前体物,占总SOA生成潜势的95%以上.     

京津地区大气中非甲烷烃(NMHCs)质量浓度水平和反应活性研究

2006年8月15日—9月15日同时在北京和天津对大气中的非甲烷烃（NMHCs）进行了同步观测,利用最大增量反应活性（MIR）计算了两地NMHCs的臭氧生成潜势以估计其对臭氧生成的影响. 结果表明,北京大气中ρ（NMHCs）平均值比天津高78.0 　μg/m3.用上午的ρ（NMHCs）计算了京津地区臭氧生成潜势,分别为1 470 和814 　μg/m3,其中苯系物对臭氧生成的影响最大,分别占总臭氧生成潜势的75%和73%,其次是烯烃（占13%和11%）和烷烃（占12%和16%）. 比较两地ρ（NMHCs）和NMHCs的反应活性可知,北京地区大气中NMHCs的组成比天津的稳定,且其反应活性强于天津. 结合臭氧浓度发现,北京地区大气的氧化能力比天津强.      

北京市夏季二次有机气溶胶生成潜势的估算

基于北京市夏季高臭氧事件期间挥发性有机物（VOC）的监测数据,利用气溶胶生成系数（FAC）对北京市夏季二次有机气溶胶（SOA）的生成潜势进行了估算.估算方法结合了北京市的实际情况,并考虑了苯和异戊二烯是SOA前体物.结果表明,检测到的70种VOC中有31种是SOA前体物,可产生8.48 μg/m³的SOA,占细粒子（PM_2.5）有机组分的30％.甲苯、二甲苯、蒎烯、乙苯和正十一烷是对SOA生成贡献最大的5个物种,分别占SOA生成量的20％、 22％、 14％、 9％和4％.由人为源排放的芳香烃是北京市SOA最主要的来源,占SOA生成潜势的76％.天然源排放的烯烃对SOA的贡献占16％,烷烃（7％）和羰基化合物（1％）的贡献较小.SOA的主要成分是含苯环的产物、脂肪族酸、羰基化合物和脂肪族硝酸酯,分别占72％、 14％、 11％和3％.具有高SOA生成潜势的物种的环境浓度和臭氧生成潜势都较低,因此在VOC控制政策的制定上要综合考虑VOC的环境浓度、臭氧生成潜势和SOA生成潜势.     

生活垃圾堆肥设施VOCs排放特征及臭氧生成潜势分析

针对生活垃圾堆肥处理设施生产工艺流程,采用便携式气质联用仪分析了生活垃圾堆肥设施各工段VOCs的组分及含量,并用等效丙烯浓度法与最大增量反应活性法计算了其臭氧生成潜势.结果表明,在垃圾卸料分选车间、一次发酵车间、二次发酵车间、堆肥产品存放车间以及厂界中VOCs的总浓度分别为10 302.1、15 484.1、929.9、4 693.6与370.4μg·m~(-3).乙醇、柠檬烯和丙酮是生活垃圾堆肥设施释放VOCs的主要组成物质.采用等效丙烯浓度法计算出的垃圾卸料分选车间、一次发酵车间、二次发酵车间、堆肥产品存放车间以及厂界中的臭氧生成潜势分别为25 875.7、4 087.9、378.0、747.7与296.8μg·m~(-3);采用最大增量反应活性法时的臭氧生成潜势分别为26 979.3、21 168.3、14 69.3、6 439.6与455.8μg·m~(-3).控制垃圾卸料分选车间和一次发酵车间的VOCs排放对减少空气污染,降低生活垃圾堆肥处理设施臭氧生成潜势具有重要意义.通过比较,最大增量反应活性法更适合于计算生活垃圾堆肥设施中VOCs的臭氧生成潜势.     

填埋场好氧强化稳定化过程及其碳排放特征研究

好氧修复通过将填埋场从厌氧状态转化为好氧状态,加速填埋场垃圾的降解,以实现填埋场在短期内达到稳定状态,并减少后续温室气体排放.本研究以实际运行13年的某中型填埋场为对象,探究了好氧加速稳定化过程中堆体内垃圾性质特征及填埋气变化规律.结果表明：在每次3 h为间隔,每天曝气12 h的运行状态下,经过12个月的好氧治理,总曝气量约为5319万Nm3,填埋场平均沉降为36 cm,约占堆体平均高度的2.6%,沉降性能随修复的进行逐渐减弱;氧气的进入促进了垃圾有机碳的降解,有机碳含量从修复前的10.1%～16.3%下降至4.3%～8.8%,平均下降了47.6%,降解率随初始有机碳含量的增大而升高;填埋气中O2浓度主要分布于7.8%～14.1%,CO2浓度为7.5%～12.3%,好氧反应比较活跃,但存在曝气量不足区域;堆体内甲烷浓度基本处于2%左右,满足《生活垃圾填埋场稳定化场地利用技术要求》中场地中度利用的相关要求;修复过程中单位垃圾的总碳排放量约为13.8 g·kg-1干垃圾,其中,二氧化碳贡献占78.2%;碳排放量与初始有机碳含量呈显著正相关（r=0.902,p<0.01）,表明好氧修复...     

无组织源VOCs排放及臭氧生成潜势分析

选取汽车喷涂、加油站、垃圾填埋场和化产回收,分析了不同排放源的VOCs污染特征。研究表明:加油站地下储油罐附近VOCs浓度较高,平均为8 637.2μg/m~3,是汽车喷涂VOCs浓度的3.4倍,垃圾填埋场和化产回收的无组织VOCs排放浓度较低,分别为185.5,85.6μg/m~3。汽车喷涂工艺和化产回收车间VOCs排放主要以芳香烃为主,分别占总VOCs的87.6%和82.9%;不同采样时段加油站储油罐VOCs均以烷烃为主,垃圾填埋场VOCs无组织排放主要以芳香烃和烷烃为主。加油站的臭氧生成潜势最大(41 927.2μg/m~3),分别是汽车喷涂、垃圾填埋场和化产回收的3.1,48.8,150.8倍。     

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.     

民用燃料燃烧碳质组分及VOCs排放特征

选取北京市地区典型生物质燃料（玉米芯、玉米秆、黄豆秆、草梗、松木、栗树枝、桃树枝）以及民用煤（烟煤、蜂窝煤）在实验室内进行了模拟燃烧实验,对燃烧产生的颗粒物及气体样品进行采集,采用Model 2001A热/光碳分析仪对不同粒径段颗粒物中的有机碳、元素碳进行测定,采用AgilentGC-MS 5977/7890B气质联用仪对燃烧烟气中的挥发性有机物进行分析.研究表明：除蜂窝煤OC、EC的排放因子在2.5~10μm粒径范围内达到最大,其他8种固体燃料燃烧产生的OC、EC的排放因子最大值均在0~2.5μm粒径范围内.薪柴（栗树枝、桃树枝、松木）、秸秆（玉米芯、玉米秆、黄豆秆、草梗）和民用煤（蜂窝煤、烟煤）3类物质燃烧排放VOCs的物种分类差异较大.薪柴和民用煤燃烧排放的卤代烃以及含氧有机物的质量分数明显高于秸秆的质量分数;在同一类别中VOCs物质分布趋势一致.3种薪柴平均总VOCs的排放系数为2.02g/kg,4种秸秆平均总VOCs的排放系数为6.89g/kg,2种民用煤平均总VOCs的排放系数为2.03g/kg,秸秆类的排放因子最大.玉米芯、玉米秆、黄豆秆和草梗的臭氧生成潜势较高,而栗树枝、桃树枝、松木、烟煤以及蜂窝煤的臭氧生成潜势较低,且分布类似.烯烃类、烷烃类、芳香烃类是固体燃料燃烧臭氧生成潜势贡献较大的VOCs物质.     

填埋场好氧修复过程碳排放特征及削减研究

填埋场是温室气体的主要人为排放源之一。由于历史原因我国目前存在着大量到期填埋场及非正规堆场,面临着严峻的存量垃圾问题,亟需进行修复,而好氧修复技术因其能够有效加速垃圾稳定化而得到了广泛应用,但修复过程中其碳排放特征尚且未知。因此,以某大型垃圾填埋场为对象,考察其在不同的修复状态下,填埋场有机质垃圾和二次污染物的变化特征,揭示其在好氧修复下的稳定化进程,并核算该过程中的甲烷(CH₄)减排效果。结果表明:该填埋场在曝气量和注水量分别为322.34 m3/min及25.65 m3/d的操作状态下,通过间歇注气方法(注气3 h,停3 h,每日运行9 h),垃圾中有机质平均含量从47.66%降至17.86%;填埋气CH₄含量从0.02%~46.48%下降至4.23%,满足导气管排放口CH₄浓度<5%的要求;渗滤液中ρ(COD)、ρ(氨氮)及ρ(总氮)分别降低至800.8,680.9,897.8 mg/L;在修复过程中,该填埋场CH₄实际排放量从24.57 t降低至2.47 t,减少了22.10 t CH₄排放,同时由于填埋场稳定化的加速,其CH₄排放潜力减少了1.75 kg/t垃圾。该研究成果中好氧修复可做为填埋场CH₄减排的重要支撑。     

生物反应器填埋场系统中城市生活垃圾原位脱氮研究

采用填埋垃圾上层间歇曝气充氧或渗滤液回流前经好氧、硝化反应器处理的方式,营造生物反应器填埋场系统内生物脱氮环境,研究了其中生活垃圾原位脱氮的性能.结果表明,在填埋垃圾稳定化过程中,88%以上的含氮化合物以渗滤液的形式溶出.填埋垃圾上层间歇曝气充氧或渗滤液经好氧、硝化反应器处理后回流的生物反应器填埋场系统对渗滤液总氮的处理效果较好,实验结束时,渗滤液总氮量仅为对照填埋场的28.7%和14.3%.     

Methanogenesis acceleration of fresh landfilled waste by micro-aeration

Introduction The key technology of bioreactor landfill ( Pohland,1995) and ecologically based landfill ( Bramryd, 2001 )consists in the initiative regulating of microbial activities inlandfill layers, so as to accelerate waste degradatio…     

天津中心城区夏季非甲烷有机化合物组成特征及其臭氧产生潜力分析

大气中非甲烷有机化合物(NMOCs)作为臭氧产生前体物之一,其浓度与组成特征研究对于研究地面臭氧形成的机制有重要的科学意义.选择夏季时段从2009年8月6日到13日在天津中心城区气象局铁塔站位对NMOCs进行采样分析,采样频次为每日5次,采样时间从7:30am到23:00pm间隔2～3h采样1次.天津城区NMOCs的含...     

家具涂装行业VOCs污染特征分析

研究选取典型家具涂装行业为采样点,对底漆涂装车间、面漆涂装车间、干燥车间和车间有组织排放的VOCs样品进行采集,分析VOCs的污染特征、臭氧生成潜势和恶臭指数。结果表明:底漆和面漆涂装车间的总VOCs浓度分别为3 051.0,2 098.0μg/m~3,车间有组织排放产生的VOCs浓度较低。各生产工艺环节VOCs均以苯系物为主(78.6%~92.4%),车间有组织排放由于活性炭对苯系物的吸附作用,烷烃和烯烃质量分数较其他工艺环节高。底漆、面漆和干燥车间VOCs的臭氧生成潜势较高(7 903.34~18 535.8μg/m~3),敏感性物种均为1,2,4-三甲基苯、邻-二甲苯等苯系物。苯系物的恶臭指数较大,底漆、面漆和干燥车间的恶臭指数高达25.809、12.525和9.076,对二乙基苯、正丙苯、对乙基甲苯的恶臭指数相对较高,存在一定程度的恶臭污染。     

两段式进水两级矿化垃圾反应器处理中晚期垃圾渗滤液

针对矿化垃圾反应器处理中晚期垃圾渗滤液时由于反硝化区缺少碳源而导致总氮去除率不佳的问题,开展以优先利用原水中的有机物充当碳源为目的的两段式进水两级矿化垃圾反应器处理工艺的研究。通过控制反应器的曝气量、好氧区和反硝化区,研究了两段式进水两级矿化垃圾反应器处理垃圾渗滤液的效果。结果表明,当进水渗滤液水力负荷为46.0 L/(m~3·d)时,在第一级反应器底部曝气量为1.86 m~3/(m~3·d),第二级反应器中上部曝气量为0.37 m~3/(m~3·d)的条件下,COD、NH_4~+-N、TP的平均去除率分别为84.1%、92.6%、85.6%,运行稳定后TN平均去除率达76.0%,处理效果较好。     

重庆市夏秋季VOCs对臭氧和二次有机气溶胶生成潜势的估算

为估算重庆市夏秋季VOCs（挥发性有机物）对O₃和SOA（二次有机气溶胶）的生成潜势,利用在线GC-MS/FID在2015年8月22日-9月23日对重庆市区点和郊区点VOCs开展了为期一个月的实时观测,获得市区点和郊区点$ \varphi $（TVOCs）（总挥发性有机物）分别为41.35×10-9和22.72×10-9,其中市区点以烷烃（35.2%）和烯炔烃（25.2%）为主,郊区点以含氧挥发性有机物（oxygenated volatile organic compounds,OVOCs）（30.6%）和烷烃（26.0%）为主.结合最大增量反应活性量化市区点和郊区点VOCs的OFPs（臭氧生成潜势）分别为149.11×10-9和71.09×10-9,市区点OFPs最大的是乙烯、丙烯、甲苯、C8和C9的芳香烃等,郊区点OFPs最大的VOCs是丙烯醛、异戊二烯和甲基乙烯基酮.结合气溶胶生成系数量化郊区点和市区点VOCs对SOA的生成贡献分别为0.36和1.26 μg/m3,相比国内其余城市VOCs的SOAP（二次有机气溶胶生成潜势）较小,主要以甲基环己烷、正壬烷、正葵烷和十一烷等高碳烷烃,以及甲苯、苯、二甲苯和乙苯等芳香烃的SOAP为主.研究显示,控制烯炔烃和芳香烃的浓度有助于控制重庆市O₃的生成,控制高碳烷烃和芳香烃则有助于控制重庆市SOA的生成.      

渗滤液回灌负荷对填埋场垃圾产气效能的影响

以4座有效垃圾量均为30t的模拟厌氧生物反应器填埋柱(R1～R4),每周分别回灌1.6,0.8,0.2m³的渗滤液和0.1m³清水,对比分析渗滤液回灌负荷对垃圾产气效能及稳定化进程的影响.结果表明,回灌比例最大(5.3%)的实验柱R1在回灌5周后开始大量产气,比R2～R4分别提前了7～13周;且垃圾产气速率与系统进水COD、VFA等污染负荷的变化存在正相关关系.回灌至第50周时,R1柱内垃圾更趋于稳定,TOC和COD的累积气相转化率分别为28.96%和14.57%,这表明部分有机质在回灌早期随液相流失,减少了垃圾产气潜能.因此,为提高生物反应器填埋场的垃圾产气效能,应根据垃圾稳定化的不同阶段适时地调整回灌方案.     

河南省某典型垃圾焚烧发电厂的VOCs排放特征

为评估河南省生活垃圾焚烧发电厂排放的挥发性有机物(VOCs)对臭氧生成的贡献,选取某典型企业进行调研. 采用气袋、苏玛罐和吸附管进行采样,通过气质联用(GC/MS)和高效液质(HPLC/MS)联用分析方法对117种VOCs物种排放水平进行监测,并计算本地化VOCs排放因子. 采用最大增量反应活性(MIR)法计算臭氧生成潜势(OFP),并识别OFP贡献率较大的物种. 结果表明:①主排放口实测的VOCs总浓度为4.28 mg/m3,VOCs排放量为3.5 t/a,计算的VOCs排放因子为0.016 g/kg (以垃圾计,下同). ②MIR系数法计算的有组织OFP总排放量为9.3 t/a,对应的MIR系数平均值为2.67. ③排放量占比较大的VOCs组分依次为芳香烃(38.37%)、卤代烃(28.79%)、含氧化合物(14.32%)和烷烃(12.75%). 对OFP贡献率较大的VOCs组分为芳香烃(53.91%)和含氧化合物(28.16%),OFP贡献率排名前5位的VOCs物种分别为乙醛(20.5%)、间/对-二甲苯(20.2%)、正丁烯(6.2%)、1,2,4-三甲苯(5.4%)和正丁醛(4.9%). ④固废间、锅炉房、锅炉房外、渗滤液泵房及房顶采样点测得的VOCs无组织排放总浓度分别为83.6、6.19、1.24、5.71、1.79 mg/m3. 研究显示,该垃圾焚烧发电厂固废间VOCs浓度较高,需要进一步提高车间内VOCs收集率,以减少无组织VOCs排放,同时可在主排放口安装合适的VOCs去除装置以进一步削减VOCs有组织排放量.