中国城市臭氧的形成机理及污染影响因素研究进展

中国城市臭氧(O_3)污染问题日趋严重。O_3主要来源于汽车尾气及工业排放氮氧化合物(NO_x)和挥发性有机物(VOCs)光化学反应生成,少部分来自于平流层的向下传输。文章介绍了城市O3形成机理研究情况,概述了中国城市臭氧污染浓度特征及气象因子、气候变化、前体物等影响因素研究进展情况,并对未来研究方向进行了展望。     

滨州市大气VOCs污染现状及防控措施分析

利用挥发性有机物(VOCs)手工监测和走航监测技术,分析了滨州市城区、各县(市、区)涉VOCs工业园区的VOCs排放情况。结果表明,城区大气VOCs各组分的体积分数差异较为明显,烷烃类占比最高,其次是挥发性含氧有机物和芳香烃。排名前3的组分为异戊烷、正丁烷、丙烷,主要来自以液化石油气为燃料的车辆排放。各县(市、区)不同涉VOCs工业园区周边的VOCs组分与园区涉及的原辅料和产品类型有关,对应的组分主要为苯系物、烷烃类和烯烃类。园区内的有机化学原料制造、化学药品原料药制造和表面涂装等行业对VOCs组分的影响较大。建议从系统性溯源、科学性推进、精准化管控、针对性治理4个方面开展VOCs治理研究,从而实现VOCs排放控制,减少对周边环境的污染和影响,提升滨州市整体环境空气质量。     

油烟净化器的研制

研制的油烟净化器具有设计新、除油率高、组合模块、易安装维护、占地面积小、重量轻等特点,采用单片机控制整机电路,具备多种保护,运行智能化,具有广泛的推广应用价值。     

宿迁市VOCs污染特征和来源解析

利用2019年8-9月宿迁市4个站点的采样资料,分析了宿迁大气中挥发性有机物（VOCs）的化学组成及其时空分布特征;估算了VOCs的臭氧生成潜势（OFP）;并结合PMF受体模型,开展了VOCs来源解析.结果表明,观测期间宿迁市总挥发性有机物（TVOCs）体积分数为8.6×10^-9~79.4×10^-9,平均体积分数为26.9×10^-9,浓度水平较低.VOCs质量浓度表现为乡镇工业区（宿迁技师学院：（29.8±18.4）×10^-9） > 城郊工业区（生态化工园：（28.4±20.6）×10^-9） > 城市住宅区（宿迁中学：（22.6±11.5）×10^-9） > 城市商业区（市供电局：（22.3±15.1）×10^-9）.各采样点4种组分（烷烃、烯烃、乙炔及芳香烃）日均浓度变化较为一致,且均表现出较为明显的周末效应.宿迁市典型污染物为C₂~C₅烷烃、乙炔、乙烯、甲苯,间/对-二甲苯,不同采样点的关键组分基本相同,表明VOCs的来源比较稳定.OFP计算表明芳香烃和烯烃是臭氧最大贡献源.特征量比值分析发现,观测期间宿迁市VOCs有明显老化现象.源解析表明交通排放、溶剂涂料和工业过程是宿迁市VOCs的主要来源.     

我国日化用品使用挥发性有机物(VOCs)排放及臭氧生成潜势研究

溶剂使用源是挥发性有机物（VOCs）的重要排放源之一.近年来,VOCs排放清单中对工业生产类溶剂的VOCs排放估算较多,但对于生活类溶剂使用的研究有所欠缺.本研究以日化用品为研究对象,基于产品消费量、产品中的溶剂含量及其挥发特性,建立了我国2000—2017年日化用品使用的VOCs排放清单,并基于最大增量反应活性值（MIR）评估了日化用品对臭氧生成的潜在贡献.结果表明,2000年我国日化用品VOCs排放量为36.1×10⁴ t,到2017年排放量达218.5×10⁴ t,年平均增长率为11%.护肤品、香水和洗护用品是日化用品中VOCs的主要排放类别,2017年这3类的VOCs排放量分别占总量的40%、30%和21%.上海（8.0×10⁴ t）、北京（7.0×10⁴ t）、广州（4.5×10⁴ t）、重庆（4.5×10⁴ t）、深圳（3.7×10⁴ t）是日化用品VOCs排放量前5的城市.含氧VOCs是日化用品排放的主要VOCs组分,其排放量贡献达到64%.2017年日化用品VOCs产生的臭氧生成潜势（OFP）为306.4×10⁴ t,含氧VOCs、烯烃和烷烃分别占OFP总量的67%、18%和14%.对OFP贡献最大的前8个物种是乙醇、柠檬烯、异丁烷、丙二醇、二丙二醇、异戊烷、二甲醚和异丙醇,其排放量占VOCs总量的77%,但贡献了OFP总量的93%.针对日化用品的VOCs排放及其引起的臭氧污染防控应重点关注护肤品、香水和洗护用品3类产品.     

莆田地区一次臭氧污染过程分析

利用2018年7月28日—8月5日莆田地区4个环境监测站臭氧逐小时浓度观测资料、莆田国家气象站逐小时资料、莆田地区风廓线雷达站逐小时资料对7月29日—8月4日的臭氧污染过程进行分析.结果表明,除7月30日臭氧最大浓度为193 μg·m^-3外,其余日期莆田市监测站的臭氧浓度小时最大值均超过200 μg·m^-3.本次污染过程在气象条件上臭氧浓度与温度呈正相关,与湿度呈负相关,臭氧浓度与两者的相关系数绝对值均大于0.77.边界层上的偏西风和西南风在此次过程中表现出有利于本地区臭氧污染的形成和维持.结合污染物排放资料和后向轨迹分析表明,污染主要成因以外来源输送为主,后向轨迹经过漳州、泉州排放区,本地区排放对污染的贡献较少.莆田市监测站的NO_x与O₃浓度呈正相关的特殊现象是海陆风和山谷风配合地形造成的O₃和NO_x共同堆积和扩散所导致的.     

SSD法对西南碳酸盐岩母质区稻田土壤镉污染类型划分研究

在我国西南地区典型碳酸盐岩母质区域存在现行农用地土壤镉（Cd）污染风险管控标准值偏严的现象,表现为土壤中Cd含量超标而农产品中Cd无安全风险.针对该现实问题,在基于该地区稻米-土壤协同调查数据的基础上,充分考虑了土壤理化性质,通过分析样品中Cd的富集系数（BCF）并利用物种敏感性（SSD）分布模型,对Cd毒性剂量-效应关系进行拟合,最终反推出在不同pH下适用于典型碳酸盐岩类成土母质农用地土壤Cd污染的风险筛选值和管控值.结果表明:当土壤pH在5.5 < pH ≤ 6.5范围时,基于保护90%及10%的水稻品种安全所得的土壤Cd毒性阈值分别为HC₁₀=0.34 mg/kg和HC₉₀=2.00 mg/kg;在pH ≤ 5.5、6.5 < pH ≤ 7.5、pH > 7.5这3个pH条件下,HC₁₀分别为0.22、0.68和0.80 mg/kg,HC₉₀分别为1.64、4.80和9.20 mg/kg,当土壤中Cd含量低于HC₁₀时,表明稻米安全风险较低;当土壤中Cd含量介于HC₁₀~HC₉₀之间时,表明稻米安全具有一定风险,应对稻田土壤采取安全利用措施;当土壤中Cd含量超过HC₉₀时,表明稻米安全具有极高风险,应对稻田土壤采取严格管控措施.研究显示,我国西南地区典型碳酸盐岩母质区域农产品超标点位主要集中于5.5 < pH ≤ 6.5范围内,表明土壤pH对稻米Cd的富集效应有较大影响,在酸性条件下其富集效应更为显著.      

济源市疫情防控期间VOCs的变化特征、臭氧生成潜势及来源解析

采用挥发性有机物（VOCs）在线监测仪（EXPEC 2000-MS）于2020年1月1日-2月11日对济源市环境空气中VOCs进行监测,分析了疫情防控前和期间TVOCs及其组分的变化特征、臭氧生成潜势（OFP）及来源解析.结果表明,疫情防控期间济源市TVOCs浓度均值为121.7×10^-9,比疫情防控前增加了61.2%.烷烃、炔烃和烯烃的平均浓度和占比相对于疫情防控前明显减少,而卤代烃的平均浓度上升了79.5%,占比增加2.6%,OVOCs的平均浓度升高了5.5倍,占比显著增加了31.4%,主要来自乙醇、丙酮、三氯甲烷、溴甲烷和氯乙烷等化合物的排放.疫情防控前济源市的OFP主要以烯烃的贡献为主,关键活性物种为乙烯、1-丁烯、乙炔等,而疫情防控期间OVOCs对OFP的贡献不容忽视,关键活性物种主要是乙醇、乙烯、丙烯醛、甲苯等.用PMF模型法判断济源市VOCs的来源贡献,疫情防控期间对TVOCs贡献占比较高的来源依次是：燃烧源（33%）>消毒剂（31%）>工艺过程源（17%）>植物源（8%）>溶剂使用源（7%）、汽油车尾气（7%）>柴油车尾气（6%）.受疫情的影响,机动车尾气、工艺过程和溶剂使用源对济源市TVOCs的贡献大幅降低,分别降低了17%、17%和10%,来自于消毒剂使用的乙醇、含氯的消毒剂（三氯甲烷、氯乙烷等）对济源市TVOCs的贡献明显增加了29%.     

不同排放标准下机动车挥发性有机化合物排放特征趋势研究

针对机动车挥发性有机物（VOCs）排放特征研究中缺乏含氧VOCs（OVOCs）覆盖、缺乏最新国VI排放标准特征识别等问题,本研究选取了涵盖国I~国VI不同排放标准的轻型汽油车和国Ⅲ~国Ⅴ柴油车为研究对象进行底盘测功机测试,采用SUMMA罐和DNPH管采样相结合的方法,探究了不同排放标准下机动车尾气中VOCs排放特征的变化趋势及启动方式对VOCs排放特征的影响.结果表明,不同排放标准的轻型汽油车尾气组成呈现较大差异.随着排放标准的升级,烷烃、烯炔烃和芳香烃的质量比例逐渐减少,OVOCs逐渐增加,国Ⅰ~国IV轻型汽油车排放以烷烃和芳香烃为主,国V~国Ⅵ轻型汽油车排放以OVOCs为主.国VI轻型汽油车中OVOCs占比高达58.0%,其中,甲醛、乙醛和丙酮合计占47.3%.不同排放标准的柴油车尾气中VOCs均以OVOCs和烯炔烃为主,占79.0%~83.0%.此外,冷启动是机动车尾气VOCs排放的主要阶段,此阶段的VOCs排放因子显著高于热启动,但随着排放标准升级,柴油车在启动阶段的VOCs排放降幅仅有约40%,显著小于全工况排放降幅（77.5%）,表明柴油车启动过程对VOCs排放贡献随排放标准升级逐步加大.本研究凸显了在我国机动车排放标准不断升级的背景下VOCs排放的重要性,需要在制定机动车VOCs排放控制策略中重点关注柴油车尾气中烯炔烃和汽油车尾气中OVOCs减排.     

油茶果壳改性生物炭吸附性能及其耦合淹水对土壤Cd形态影响

研究选取湖南典型农业废弃物油茶果壳为原材料,尝试采用Na₂SiO₃溶液浸泡油茶果壳粉末方法,制备改性生物炭（MBC）,并开展不同生物炭材料对溶液中镉（Cd）的吸附与其耦合淹水对土壤中Cd的活性阻控性能研究.用扫描电镜（SEM）、比表面积测试（BET）和傅里叶红外光谱（FTIR）等表征手段对生物炭的物理化学性质进行分析.结果显示,MBC相比未改性生物炭（BC）拥有更大的比表面积与更加丰富的官能团种类,且对溶液中Cd²⁺具有更强的吸附能力.土壤淹水实验结果表明,淹水可使土壤pH值升高,同时降低酸可溶态Cd组分含量,且随着淹水时间的延长,土壤酸可溶态Cd含量呈逐渐向残渣态转化趋势,而生物炭添加耦合淹水比淹水对照处理能明显进一步促进可溶态Cd向残渣态转化,降低酸可溶态Cd含量.酸可溶态Cd组分含量与生物炭的添加量呈显著负相关关系,淹水60 d时,5.0%添加量的MBC实验组土壤酸可溶态Cd含量约为0.33 mg·kg^-1,相比仅淹水的对照处理降幅约为45.0%.综上可知,硅酸钠溶液改性油茶果壳生物炭是一种Cd污染水土和土壤治理的新型有效材料,研究结果同时为油茶果壳的资源化途径提供了方法参考.