城市大气中挥发性有机化合物监测技术进展

挥发性有机物(VOCs)是臭氧及二次有机颗粒物(SOA)的主要前体物。近年来,我国逐步将VOCs纳入大气污染物控制体系。准确可靠的监测技术是大气VOCs研究及控制的重要前提保障。按照采样方法、分析方法 2个方面介绍并讨论了城市大气中VOCs的现有监测方法,较为详细地介绍了几类广泛采用的离线及在线监测技术,简要讨论了目前VOCs监测中存在的一些问题,展望了今后的发展趋势。     

天津市地表水体与沉积物中7种高关注酚类化合物的污染特征与生态风险分析

为探究地表水体与沉积物中酚类化合物的污染分布特征和生态风险,选择天津市3个水源地与6条主要河流,采集了26个地表水样与6个沉积物样品,利用固相萃取与超声萃取、高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)测定了水样及沉积物中1-萘酚(1-naphthol)、壬基酚(nonylphenol, NP)、双酚A(bisphenol A, BPA)、2-苯基苯酚(biphenyl-2-ol)、3,4-二氯酚(3,4-dichlorophenol)、四溴双酚A(tetrabromobisphenol A, TBBPA)和对叔丁基苯酚(p-tert-butylphenol, PTBP)等7种高关注酚类化合物的浓度水平,并应用物种敏感性分布(species sensitivity distribution, SSD)法和熵值法(ecological risk quotient, RQ)评估7种酚类化合物水环境和沉积物的生态风险。结果表明,地表水样中7种酚类化合物均全部检出;其中壬基酚的检出浓度最高,其次为四溴双酚A、对叔丁基苯酚、1-萘酚、2-苯基苯酚、3,4-二氯酚和双酚A。沉积物中酚类化合物的污染分布规律与水样相似,除双酚A外的目标物全部检出。其中,壬基酚浓度比其他物质浓度高2个数量级。风险评估结果显示,壬基酚对水环境与沉积物存在不可接受的风险;而四溴双酚A、对叔丁基苯酚、1-萘酚、2-苯基苯酚、3,4-二氯酚和双酚A则对环境具有较低风险或者存在一定的风险。     

Mg3MnxAl1-xCO3类水滑石衍生NSR催化剂的制备及其性能评价

采用共沉淀法合成了三元类水滑石Mg_3Mn_xAl_(1-x)CO_3,通过高温煅烧得到其衍生氧化物Mg_3Mn_xAl_(1-x)O_m,再经浸渍负载Pt或BaO后制得新型NO_x存储/再还原(NSR)催化剂。XRD及SEM表征结果显示,当Mn与Al的摩尔比(Mn/Al)大于1时所制备的Mg_3Mn_xAl_(1-x)O_m有杂晶相出现且发生团聚,结合NO_x存储性能评价结果,确定最优Mn/Al为1。BaO负载不利于NO_x的存储,而当Pt负载量为1%(w)时NO_x存储性能最优,250℃条件下的存储量由负载前的0.52 mmol/g提升至0.61 mmol/g。CO_2与NO_x之间存在较强的竞争吸附。负载1%Pt催化剂的NSR性能评价结果表明,8个稀燃-富燃循环后NO_x的去除率为68%,表明催化剂的还原性能仍需加强。     

Precursors and potential sources of ground-level ozone in suburban Shanghai

• Air masses from Zhejiang Province is the major source of O₃ in suburban Shanghai. • O₃ formation was in VOC-sensitive regime in rural Shanghai. • O₃ formation was most sensitive to propylene in rural Shanghai. A high level of ozone (O₃) is frequently observed in the suburbs of Shanghai, the reason for this high level remains unclear. To obtain a detailed insight on the high level of O₃ during summer in Shanghai, O₃ and its precursors were measured at a suburban site in Shanghai from July 1, 2016 to July 31, 2016. Using the Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory (HYSPLIT) model and concentration weighted trajectories (CWT), we found that Zhejiang province was the main potential source of O₃ in suburban Shanghai. When the sampling site was controlled by south-western winds exceeding 2 m/s, the O₃-rich air masses from upwind regions (such as Zhejiang province) could be transported to the suburban Shanghai. The propylene-equivalent concentration (PEC) and ozone formation potential (OFP) were further calculated for each VOC species, and the results suggested that propylene, (m+p)-xylene, and toluene played dominant roles in O₃ formation. The Ozone Isopleth Plotting Research (OZIPR) model was used to reveal the impact of O₃ precursors on O₃ formation, and 4 base-cases were selected to adjust the model simulation. An average disparity of 18.20% was achieved between the simulated and observed O₃ concentrations. The O₃ isopleth diagram illustrated that O₃ formation in July 2016 was in VOC-sensitive regime, although the VOC/NO_x ratio was greater than 20. By introducing sensitivity (S), a sensitivity analysis was performed for O₃ formation. We found that O₃ formation was sensitive to propylene, (m+p)-xylene, o-xylene and toluene. The results provide theoretical support for O₃ pollution treatment in Shanghai.     

秦皇岛市重点工业企业VOCs排放及分布特征

工业企业挥发性有机物(VOCs)污染排放对大气环境影响日益突出,工业源VOCs污染防治成为环境保护的重点工作。为进一步提高秦皇岛市工业源挥发性有机物(VOCs)治理的科学性、针对性和有效性,对2019年秦皇岛市重点排污企业VOCs的排污量、区域分布、排放行业等进行了详细调查分析:秦皇岛市重点工业源VOCs排放总量为6875.83t,排放量最大的区域是秦皇岛经济技术开发区,占比51.1%;排放量最大的行业是交通运输设备制造业,占总排放量的33.5%;溶剂使用源的排放量最大,占比52.3%。     

油漆挥发分爆炸特性及浓度检测装置设计研究

为了实现对喷涂车间内挥发分浓度的检测，进行20 L球形爆炸特性测试实验，分析了油漆挥发分主成分及爆炸特性，根据油漆挥发分受热易挥发遇冷易凝结的物理特性、采样器采样原理、滤膜增重法测量原理以及基于单机片C++软件程序编写的电路智能控制技术，设计1种喷涂车间挥发分浓度检测装置。研究结果表明:油漆挥发分主成分具有爆炸性，且随着油漆颗粒物浓度增大，爆炸压力也增加。设计的装置对挥发分的采集率都在90%以上，总采集率为93.1%~98.9%，装置能够较为准确地检测挥发分浓度。     

环境监测用氮气中多组分VOCs标准物质的研制

介绍了采用称量法制备瓶装1μmol/mol氮气中42个组分挥发性有机物(VOCs)标准物质的研制方法。建立了选择离子模式,气相色谱-质谱联用的分析方法,对目标组分在气瓶中的长期稳定性进行了考察。所选择的42种目标组分完全满足中国环境保护标准《环境空气挥发性有机物的测定吸附管采样-热脱附/气相色谱-质谱法》(HJ 644—2013)和美国环保署《使用特殊处理的采样罐/气相色谱仪检测环境大气中的挥发性有机物》(EPA TO—14A)这2个方法标准中所规定的环境空气中挥发性有机有害成分的监测要求。将研制的气体标准物质与中国计量科学研究院(NIM)和英国国家物理实验室(NPL)分别进行了比对测试,取得了良好的比对结果与国际等效度。结果表明,1μmol/mol氮气中42种组分VOCs标准物质的有效期为一年,相对扩展不确定度为5.0%(包含因子k=2),并取得国家标准物质证书GBW(E)062231。     

新型生物质活性炭烟气脱硫研究

以农业废弃物核桃壳为原料,天然软锰矿为添加剂共混制备得到的新型生物质柱状活性炭进行烟气脱硫的性能研究.采用固定床反应器进行脱硫实验,装填活性炭质量为16 g,考察了进口SO2含量、空速、床层温度、水蒸气和氧气含量等工艺参数对活性炭脱硫性能的影响.结果表明,进口SO2含量在0.1%～0.3%(体积含量)范围内时,活性炭的穿透硫容和穿透时间随着进口SO2含量的升高而降低;空速越大,活性炭越容易穿透,较佳的空速为600 h-1;最适的床层温度为80℃,过高会降低脱硫效率;水蒸气和氧气的存在大大促进了活性炭对SO2的吸附性能,最佳水蒸气含量为10%,最佳氧气含量为10%～13%.在最佳工艺操作条件下,当进口SO2含量为0.2%时,活性炭穿透硫容为252 mg.g-1,穿透时间可达26 h.     

硫黄联合装置停工密闭吹扫的实现

介绍了中国石化济南分公司硫黄回收联合装置安全环保停工的过程,在硫黄回收联合装置停工前,研究讨论各装置停工密闭吹扫的流程及方法,并确定各装置停工吹扫的顺序、注意事项和前期准备工作。在各装置停工吹扫过程中,严格按照停工方案,采取了分装置吹扫,该装置吹扫完毕后立即加盲板隔离,最后放火炬公用系统采取倒吹扫,实现了装置停工密闭吹扫,达到了各装置停工酸性气系统吹扫不放火炬的要求。     

激光烧蚀皮革过程中的废气成分研究

皮革在激光烧蚀过程中会产生大量具有恶臭气味的有机废气,严重影响空气质量。为了评估该类型气体危害,分别利用紫外可见分光光度计和气相色谱-质谱联用仪,检测了天然皮革和人造革在激光烧蚀过程中的废气成分。结果显示烧蚀天然皮革所产生的废气中含有NO、NO2、SO2、二氨基丙烷和丙烯酸甲酯,烧蚀人造革所产生的废气中含有NO、NO2、甲硫醇、二硫化碳、乙二醇、二甲基二硫醚、丙二醇、乙二醇二甲醚和硫代乙酸甲酯。其中,甲硫醇、二硫化碳、二甲基二硫醚和乙二醇二甲醚都是产生恶臭的有机成分。研究为该类型废气的治理提供了基础数据和依据。