成都市城区大气VOCs季节污染特征及来源解析

为研究成都市城区大气VOCs季节变化特征,本研究在2018年12月至2019年11月对VOCs组分进行监测,并对VOCs的浓度水平、各化学组成、化学反应活性和来源进行分析.结果表明,成都市城区春、夏、秋和冬季VOCs的平均体积分数分别为32.29×10~(-9)、 36.25×10~(-9)、 40.92×10~(-9)和49.48×10~(-9),冬季的浓度明显高于其他季节,春季和夏季的浓度水平相差不大,各季节VOCs的组分浓度水平有所差异,冬季烷烃占总VOCs的比例最大,可能受机动车排放的影响较明显;夏季和秋季含氧(氮)挥发性有机物占比远高于春、冬季,一次源的挥发排放和二次转化的生成贡献较大;成都市城区不同季节大气中VOCs平均浓度排名靠前的关键组分基本无变化,主要是C_2～C_4的烷烃、乙烯、乙炔及二氯甲烷等,可能受机动车尾气、油气挥发、溶剂使用和LPG燃料等影响明显,夏季丙酮以及乙酸乙酯等含氧有机物浓度贡献突出;根据·OH消耗速率和OFP计算可知关键活性物种主要为间/对-二甲苯、乙烯、丙烯、1-己烯、甲苯、异戊烷和正丁烷等,这些物种应该优先减排和控制;四季VOCs源解析结果显示:春、夏季温度较秋、冬季高,光照更强,PMF明显解析出天然源和二次排放贡献,同时,由于夏季温度较高,解析出油气挥发占9%;秋、冬季占比增加的源主要为机动车尾气和燃烧源,燃烧源的排放占比在25%左右,另餐饮源的排放占比在9%左右.     

2020年成都市典型臭氧污染过程特征及敏感性

2020年4月24日至5月6日成都市臭氧(O3)和细颗粒物(PM2.5)复合污染过程期间,在成都市城区开展大气臭氧及其前体物(NO,、VOCs)和气象参数观测实验,基于观测数据采用OBM模型对市区臭氧敏感性和主控因子进行识别,并采用PMF模型对关键VOCs物种进行来源解析.结果表明,臭氧超标日各污染物浓度均有所上升,VOCs物种中芳香烃和含氧(氮)化合物上升幅度较大;成都市城区O3超标天对应的臭氧处于显著VOCs控制区,芳香烃和烯烃对O3生成最为敏感,且存在削减NOx的不利效应;结合VOCs来源解析,城区VOCs主要来源:移动源(22.4％)、餐饮及生物质燃烧源(21.8％)、工业源(15.1％)和溶剂使用源(9.3％),臭氧超标天溶剂使用源、餐饮及生物质类燃烧源贡献率明显上升.成都市城区春季应以VOCs减排为重点,并加大芳香烃和烯烃相关源控制力度.     

典型人造板制造企业VOCs排放特征及成分谱研究

为研究人造板制造企业VOCs排放特征及源成分谱,通过现场采样的方法,对A和B两家典型人造板制造企业VOCs各排放环节进行了采样和分析。结果表明:调胶、施胶排放口VOCs和甲醛排放浓度均最高,分别为13. 06 mg/m~3和33. 23mg/m~3。对于无组织排放,调胶工段的VOCs和甲醛排放浓度相对较高。A企业和B企业的VOCs排放系数分别为13. 4 g/m~3和208. 3 g/m~3,排放系数差异较大与企业原辅料的种类及使用量有关。人造板制造业有组织排放VOCs以含氧VOC和烷烃为主,浓度占比排名前三的物种为乙醇、丙酮和癸烷,占比分别为57. 38%、13. 04%和7. 64%。无组织排放VOCs则以含氧VOC和芳香烃为主,浓度占比排名前三的物种为乙醇、苯乙烯和丙酮,占比分别为22. 33%,8. 51%和8. 47%。     

典型钢铁企业挥发性有机物排放量测算及组分特征

选取涵盖钢铁炼制全流程的典型企业,综合采用不同核算方法估算比较了该企业挥发性有机物（VOCs）排放结果;并在此基础之上,通过氟聚化合物气袋、SUMMA罐采样及气相色谱质谱联用仪（GC-FID/MS）分析方法,对烧结、焦化、热轧和冷轧等工序废气中VOCs浓度水平及排放特征进行监测.结果表明,整个厂区VOCs年排放量为430.82t,其中工艺有组织排放占66.0%,储罐18.5%;烧结机头和焦炉推焦排放口VOCs及非甲烷总烃（NMHC）浓度高于其他点位;各工序排放的芳香烃占比较高,其中焦化装煤除尘和焦炉推焦排放口芳香烃占90%以上;烧结工序CS₂占比最高（36.6%）,其次为苯和甲苯;焦化工序占比靠前的物种为1,2,4-三甲基苯、邻甲乙苯、1,4-二乙基苯、1,2,3-三甲基苯和1,3,5-三甲基苯等;热轧工序与其他工序有一定区别,车间无组织排放芳香烃和烷烃占比均在35%左右,排放靠前的物种除芳香烃外还有高碳烷烃,如十一烷、十二烷和正丁烷等;冷轧工序有组织和无组织排放主要物种较为类似,均为芳香烃物种,如乙基苯、间/对二甲苯、甲苯、苯和邻二甲苯.不同工艺环节排放物种存在一定差异,但主要以焦化副产物（芳香烃）和烧结燃烧产物（CS₂）为主,建议钢铁行业有针对性地加强浓度高、活性高和毒性大的组分控制.     

河北省2013~2020年大气污染治理进程中的减污降碳协同效益

当前,我国面临着大气污染治理与碳减排的双重挑战,"减污降碳"成为了社会经济绿色转型的重要抓手.大气污染物和CO₂排放清单是"减污降碳"工作的基础支撑,但已有研究存在着物种覆盖不全、源类体系不一、时间范围较窄等问题.基于统一的源分类体系与源排放表征技术,建立了河北省2013~2020年排放清单,据此分析了排放的总量趋势、结构演变、变化驱动、协同效益和区域分布.研究期内,河北省取得了社会经济发展与人为源排放控制的双赢,SO₂排放在"大气十条"期间下降速度较快,VOCs和NH₃排放在"蓝天保卫战"期间减排效果更好,NO_x和PM_2.5排放的下降速度相对稳定,CO₂排放略有上升.燃煤治理有效削减了大气污染物和CO₂排放,重点行业超低排放改造降低了SO₂、NO_x和PM_2.5排放,但VOCs治理力度有待提升.电力源和民用源实现了大气污染物与CO₂的协同减排,散煤治理从源头优化了能源结构,使得民用源具有更高的减排协同度.河北省"减污降碳"的重点区域为石家庄、唐山、邯郸、保定和廊坊.研究提出的方法与结论可为区域"减污降碳"工作提供技术借鉴与决策参考.     

成都市区夏季大气挥发性有机物污染特征及来源解析

2019年6~9月在成都市区对挥发性有机物（VOCs）进行在线观测,研究夏季VOCs浓度水平、变化特征、臭氧生成贡献（OFP）及来源贡献.结果表明,成都市区夏季TVOCs（总挥发性有机物）平均质量浓度为112.66 μg·m^-3,烷烃（29.51%）和卤代烃（23.23%）为主要组分;VOCs日变化峰值主要出现在上午10：00~11：00,受城市机动车、油气挥发和工业排放影响;夏季VOCs的OFP贡献中芳香烃贡献率（42.7%）最高,其次为烯烃（27.4%）,关键活性物种为间/对-二甲苯、乙烯、丙烯、邻-二甲苯、异戊烷、环戊烷和丙烯醛等;使用PMF受体模型进行来源解析表明,移动源为成都市区夏季VOCs的主要贡献源,贡献率为34%,其次为工业源（17%）和油气挥发（14%）,溶剂使用源和天然源分别贡献11%和13%.因此,机动车和工业排放为成都市区VOCs的重点控制源,同时溶剂使用及油气挥发等污染源的管控也不可忽视.     

四川省餐饮源挥发性有机物组分特征和清单

选取四川省12家典型餐饮单位开展了NMHCs浓度和VOCs组分监测,结合已有数据,综合建立了含117种VOCs组分的餐饮源组分谱,获得本地化NMHCs排放因子,基于自下而上的研究方法,建立了四川省餐饮源挥发性有机物排放清单.结果表明,含氧和烷烃两类组分为川菜、烧烤和食堂餐饮的最主要的组分,二者合计质量分数在75%以上,主要VOCs物种为乙醇、甲醛、乙烷、己醛、乙烯、 1,3-丁二烯和丙烯醛等;含氧组分对OFP的贡献最大,其次是烯烃,主要OFP贡献物种为甲醛、乙烯、乙醇、 1,3-丁二烯、丙烯醛和己醛等. 2019年四川省餐饮源VOCs排放量和OFP值分别为32 kt和141 kt,分别占四川省人为源VOCs排放量和OFP值的5%左右,餐饮源对臭氧生成可能有重要贡献,应加大餐饮源挥发性有机物管控力度.     

基于观测模型的成都市臭氧污染敏感性研究

2019年4—8月，在成都市城区开展了O₃、NO_x、VOCs及气象参数的连续在线观测，基于观测数据OBM模拟的方式，对O₃超标日的敏感性及收支进行了分析.研究发现，成都市城区O₃超标日对应的绝大部分前体物的浓度均有所上升，基于VOCs的组分变化分析推断工业源排放在超标日可能存在较大幅度的增加.相对增量反应活性（RIR）值结果表明，成都市城区O₃超标日对人为源VOCs（AVOCs）敏感性最强，其次为天然源（BVOCs）和CO，而对NO_x为负敏感性，控制AVOCs对站点超标日的O₃浓度下降最为有利；逐月变化来看，O₃对AVOCs和NO_x的敏感性逐月差异较小，对BVOCs的敏感性在6—7月最强，对CO的敏感性在4—5月最强.观测点位处于典型的VOCs控制区，以O₃浓度为等值线的EKMA曲线显示4—5月脊线比例约为13，6—7月及8月的脊线比例约为8.建议在开展O₃防控时，VOCs的减排比例应远大于NO_x，且春季的减排比例应大于夏季.典型O₃污染日的日最大O₃小时生成速率为10×10^-9~18×10^-9· h^-1，上午存在O₃输入，下午O₃本地生成占主导，其余时段O₃输出影响较强.     

四川省基于第二次污染源普查数据的人为源大气污染源排放清单及特征

本研究根据自下而上和自上而下相结合的方法收集四川省人为源活动水平数据,其中工业源活动水平来自四川省第二次污染源普查数据,涵盖11020台锅炉信息、60078家工业企业信息,成都市收集了19152家工业企业数据,占四川省企业总数的32%.各污染源选取合理的排放因子并结合GIS技术,构建了该地区2017年9 km×9 km人为源大气污染物排放清单.结果表明,2017年四川省SO₂、NO_x、CO、PM₁₀、PM_2.5、BC、OC、VOCs和NH₃排放总量分别为308.6×10³、725.7×10³、3131.2×10³、927.6×10³、422.4×10³、30.2×10³、72.0×10³、600.9×10³和887.1×10³t.固定燃烧源和工艺过程源是SO₂主要贡献源,CO的主要贡献源为工艺过程源和移动源,扬尘源和工艺过程源为PM₁₀和PM_2.5的主要贡献源,扬尘源是BC和OC最大贡献源,VOCs排放源主要来自工艺过程源、移动源和溶剂使用源,NH₃排放主要来源于畜禽养殖和氮肥施用.污染空间分布结果显示,各项污染物主要集中分布于人口密集,工业和农业较为发达的四川盆地和攀枝花部分区域,高值点位集中在成都平原地区的德阳—成都—眉山—乐山沿线.本研究建立的排放清单仍具有一定不确定性,后续研究工作中应进一步加强活动水平数据获取的准确性,针对典型污染源开展污染物排放因子测试工作,完善网格化排放清单,为四川省大气污染防治提供科学支撑.     

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.