基于OP-FTIR技术的炼油装置VOCs排放量监测

随着挥发性有机物排污收费政策的逐步实施,快速准确地监测企业VOCs排放量已成为环保部门和企业共同面对的难题。介绍了开路式傅里叶变换红外光谱技术原理及优势,研究了质量通量模式VOCs排放量计算方法,并以300 m×300 m某装置区域为例,完成了现场红外光谱测量、气象数据采集、数据有效性分析和VOCs排放量计算。研究结果表明,开路红外光谱技术极大提高了VOCs排放数据采集效率和准确性,进一步计算得出该装置区域VOCs年排放量平均值为98.7 t,为企业开展VOCs排放量核算提供了参考。     

石化罐区挥发性有机物源强反演技术的研究

石化企业是国民经济的支柱,亦是重大的污染排放源,其中大气污染以VOCs为主,而石化罐区是石化企业最常用的生产装置,研究石化罐区VOCs的核算具有重要的意义。同时,遥感傅里叶变换红外光谱技术以独特的优势,被广泛地应用于大气环境监测中,国内外一些研究学者试图将遥感傅里叶红外光谱技术与VOCs源强反演技术相结合,开发一条VOCs源强核算的新路。基于我国石化罐区的实际情况,提出了一种以遥感傅里叶变换红外光谱技术为监测手段,以石化罐区VOCs源强反演技术-扩散模式反推法为理论基础的石化罐区无组织排放VOCs源强反演的新方法,并介绍了其相关的研究理论、研究方法、研究进展,以及目前所存在的问题,为VOCs源强反演提供了一种新思路。     

基于傅里叶带通滤波阀门内漏信号处理研究

针对应用声学检测技术进行阀门内漏检测时存在信号复杂,影响采集信号真实性的问题,提出了傅里叶带通滤波法进行信号滤波。设计了化工装置阀门内漏模拟实验工况进行实验数据采集作为信号处理数据样本,利用傅里叶变换对信号进行了处理。结果表明,傅里叶带通滤波法对阀门内漏信号提取效果良好,有效滤除了环境噪声,重构信号与原始波形峰值能量及峰值频率偏差小于10%,保存了内漏信号的完整性。     

傅里叶变换红外光谱谱图排疑分析

阐述了傅里叶变换红外光谱的基本原理及特点,并通过利用红外光谱图对未知气体进行分析判定的方法,探讨了这一方法在化学事故应急监测中的应用.     

硝基清漆膜厚度对硝基清漆VOCs释放的影响

利用自制的小型环境测试舱,研究了硝基清漆膜厚度对挥发性有机物(VOCs)释放的影响.漆膜厚度分别为296,508,715,799,960μm,测试条件为:温度为25.0℃,相对湿度为23.9%,空气流量为0.75m3/h,空气流速为3.4cm/s,支持板为不锈钢盘.采用真空采样罐采集舱出口空气,用气相色谱(GC-FID)分析测试.确定了5种主要VOCs(甲基环乙烷、甲苯、乙苯、间/对二甲苯和邻二甲苯)的浓度,并以一阶衰减模型对浓度进行模拟计算得到释放速率.结果表明,漆膜厚度并不影响VOCs的峰值浓度和初始释放速率,但漆膜越厚,VOCs的浓度衰减越慢,衰减速率越小.     

基于短时傅里叶变换的干扰信号识别方法

目的提高无线电引信识别欺骗式干扰的能力。方法根据炮弹弹体自旋的特点,使得采用连续波线极化天线的无线电引信所收到的干扰信号呈现出有别于地面回波的周期性幅度调制特征,通过对此特征进行短时傅里叶变换后进行识别,可以作为无线电引信是否受到欺骗式干扰的判断依据。结果通过仿真和试验对方法的可行性进行了验证,表明该识别方法可以很好地提高连续波无线电引信的识别欺骗式干扰的能力。结论基于短时傅里叶变换检测旋转调制的对地旋转弹无线电引信欺骗干扰识别的方法可以对干扰信号特征进行识别,算法处理时间短,能够作为引信是否受到干扰的一种判断依据。     

基于地基便携式FTIR的CO2与CH4柱浓度观测研究

地基傅里叶变换红外光谱技术(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)由于其具有高的时空分辨率、对地表大气浓度变化敏感等优点，已成为遥测温室气体柱浓度的重要技术。基于便携式的傅里叶变换红外光谱仪(EM27/SUN)采集的太阳光谱来反演北京市区CO₂与CH₄柱浓度。通过与高分辨率FTIR观测结果比对，验证了EM27/SUN观测的准确性和可靠性。同时利用正午观测的CO₂和CH₄柱浓度结果计算了CO₂与CH₄观测精度。其中CO₂的观测精度为0.16×10^-6,CH₄的观测精度为1.4×10^-9。最后，给出了CO₂与CH₄时间序列变化，CO₂与CH₄在观测期间的变化较为一致。该研究表明了便携式FTIR观测CO₂与CH     

中国室内挥发性有机物污染特征

近年来室内空气污染问题频发,已引起全社会的广泛关注.挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)是室内空气的主要污染物之一,其成分复杂,来源广泛,严重威胁人体健康.本文综述了中国近十年来室内VOCs在来源、浓度水平、影响因素及健康评价方面的研究进展.研究表明,室内建筑装修材料、人类活动及室外污染等来源都会影响VOCs的室内浓度;中国住宅内甲醛、苯等VOCs污染普遍存在,家具市场是甲醛污染最高的公共场所;VOCs浓度受到温湿度、通风和装修时间等因素影响;中国室内部分VOCs对人体健康影响评估值超过美国环保署可接受水平.调查更全面的室内VOCs数据,探索对各类因素影响机制,提出更有效降低VOCs对人体健康影响的措施将是未来室内空气治理重点发展方向.     

广州市近地面臭氧时空变化及其生成对前体物的敏感性初步分析

近地面臭氧(O_3)污染已日益成为我国城市群地区空气质量难题。基于近年广州国控空气质量观测站点及广州塔的在线观测数据,结合代表性站点典型时间段VOCs的离线采样观测,探讨了广州市O_3浓度的时空变化和污染特征,并初步分析了O_3生成对前体物VOCs和NOx的敏感性。结果表明:2009—2014年广州市近地面O_3浓度年均值波动上升,每年6~10月份O_3浓度最高,一般以10月份污染最严重;O_3浓度日变化呈单峰特征,高值在14:00左右;空间分布上O_3浓度呈现中心城区低、南北郊区高的特征,而2015年1~5月份广州塔观测发现488m高度O_3浓度显著高于168m、118m和6m高度,且其峰值相对延迟1h左右;广州中心城区O_3生成属VOCs敏感型,秋季南部近郊区以VOCs敏感型为主,北部和离中心城区较远的南部郊区属于过渡型;夏季南部远郊属于过渡型但偏NOx敏感型。     

北京市大气中VOCs垂直分布的航测研究

2007年8月在北京市地表水平及地表以上900~3100m采集全空气样品,并用气相色谱(GC-FID)-质谱(MS)对样品中的50种挥发性有机物(VOCs)组分进行了定量分析,研究了北京市大气VOCs的垂直分布特征,并识别了当地排放与周边地区的输送作用对大气VOCs的相对贡献.结果表明,随着高度的增加,各类VOCs浓度均呈现显著降低的趋势,不同物种浓度的垂直梯度与其大气化学活性直接相关.此外,湍流扩散和输送作用也会影响VOCs浓度的垂直梯度.通过对观测期间北京市上空气团反向轨迹的反演以及对惰性VOCs物种的垂直贡献的分析发现,北京市低对流层内大气VOCs受局地源排放主导,亦可能受到天津以及河北廊坊等污染地区的影响.     

南通市冬季一次大气污染过程中VOCs污染特征及风险评估

利用在线自动监测的VOCs、PM2.5、NO2、O3数据,对南通市冬季一次大气污染过程(2020年1月15日-26日)划分为污染前、污染中、污染后进行了分析.结果表明,污染中TVOC平均浓度为74.49μg/m3,较污染前上升1.11倍,VOCs各类别组分浓度较污染前上升0.59倍(芳香烃)～1.78倍(烯烃).污染中...     

世博会期间上海市大气挥发性有机物排放强度及污染来源研究

基于VOCs在线观测数据,对世博会期间（2010年5月1日～10月31日）上海大气VOCs的排放进行了估算;采用后向轨迹模型和聚类分析法,研究了不同大气污染输送通道下上海市空气质量和观测站点VOCs的变化;基于受体模型对上海市城区大气VOCs进行了污染来源解析.结果表明,世博会期间,上海市每小时排放的VOCs导致大气中VOCs浓度的增加量为（5.98±3.18）×10-9,该值比2009年同期低1×10-9左右.世博会期间,上海大气主要受偏东方向气流的影响,所占比例超过40%;其次是偏西风（25%）;偏南和偏北风共占约20%.受同一大气输送通道影响,观测点VOCs浓度与上海API值呈正相关,R2=0.599.受西北方向大气输送通道影响,本市空气质量最差,API值在70左右;其次是西南方向大气输送通道,API值在60以上;当本市大气受东面海洋上空输送气团的影响时,API〈50,空气质量为优.世博会期间,与机动车有关的排放最大,包括尾气和油气挥发,对上海大气VOCs的贡献约40%;其次是生产工艺和燃煤等工业排放,占30%～40%;溶剂涂料使用导致的排放约20%;夏季天然源排放的贡献在6%左右,也不容忽视.     

卫星观测资料改进活性VOCs源排放及其对臭氧模拟影响

本文以INTEX-B （Intercontinental Chemical Transport Experiment-Phase B）人为源、FINNv1（Fire Inventory from NCAR version 1）生物质燃烧源、MEGAN （Model of Emissions of Gases and Aerosols from Nature）生物源作为基准源,用2005~2007年3a的OMI观测资料作为参考,使用WRF-chem模式,建立了卫星观测数据与地面排放VOCs源数据的回归方程,通过OMI观测资料的约束,人为源在目前污染最为严重的京津冀、长三角、珠三角3个城市群区域分别增加了1.51倍、1.87倍和1.93倍,生物质燃烧源在3个区域分别增加了12.2倍、6.15倍和2.27倍,生物源在3个区域分别增加了1.66、1.31和1.21倍,增加后的浓度分布与前人研究结论有较好的一致性.使用改进后的源清单模拟结果来看,不同季节,3个区域O₃浓度均有不同幅度的增加,各季节增幅较大的区域均主要集中在京津冀、长三角和珠三角中心城市及周边区域,与我国大型城市区基本都是VOCs敏感区的结论一致.整体而言,VOCs源强改进后,NO_x敏感区O₃浓度增加幅度不大,不超过4×10^-9,而部分VOCs敏感区增幅超过20×10^-9.本文所提供的方法可进一步改进后在大气污染相关研究中,特别是模式源清单研究中广泛使用.     

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.     

生物体微塑料提取方法比选研究

微塑料（<5mm）在淡水、海洋以及陆生生物体内被广泛检出,但由于提取方法不一致,限制了现有数据之间的可比性.本研究比选了4种消解方法对鱼胃等7种组织的消解效率,并通过显微镜检查、重量、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和拉曼光谱综合评估不同提取方法对10种环境微塑料形态、重量和光谱特征的影响.结果显示,消解效率依次为10% KOH > RIPA组织裂解液+蛋白酶K > 蛋白酶K > 30% H₂O₂.另外,4种消解处理后PA（聚酰胺）颗粒重量均显著增加,H₂O₂处理后PU（聚氨酯）颗粒颜色略有变化,可生物降解塑料溶于10% KOH,而其他塑料处理前后重量和形态均未变化;4种消解处理前后所有塑料的红外光谱与拉曼光谱均未发生改变.综合以上,推荐以10% KOH为消解液,50℃、180r/min温育振荡6h作为分离提取生物组织微塑料的首选方案.     

天津临港某仓储公司VOCs排放特征及臭氧生成潜势

为了研究储运环节VOCs的排放影响,参考HJ 732-2014《固定污染源废气挥发性有机物的采样气袋法》,选择天津临港工业园区某石化业仓储公司为重点监测对象,对企业的厂界上下风向、有组织和无组织排放源进行采样,利用在线仪器PTR-TOF-MS对采集的样品进行VOCs定量分析,并对厂界处O₃-NO_x -VOCs三者的关系和污染物的臭氧生成潜势进行研究.结果表明:有组织排放源——洗涤塔、活性炭吸附塔1号和2号的∑ρ（VOCs）（所有VOCs组分浓度之和）分别为18.91、71.48和5.65 mg/m3,无组织排放源——罐组和装卸车台∑ρ（VOCs）分别为0.39和0.087 mg/m3;甲醇为企业的特征污染物,此外还有烷烃和少量的烯烃,有组织排放中活性炭吸附塔2号是影响厂界污染特征的主要环节;有组织和无组织VOCs排放量分别为0.57和214.26 t/a.对O₃-NO_x-VOCs三者关系的分析显示,企业厂界处O₃的形成主要受VOCs控制,其臭氧生成潜势为烯烃>醇类>烷烃,除考虑醇类的影响外,烯烃也是不可忽视的环境影响因素.      

中国大气挥发性有机物控制现状及对策研究

大气挥发性有机物(VOCs)不仅本身具有较强毒性,而且是影响中国区域复合大气污染的重要前体物和参与物。近年来,中国不断加大对VOCs的管控力度,从制定政策体系、建立监测标准等角度采取了一系列的措施。但总体来看,中国大气VOCs控制仍存在许多问题。突出地体现在:基础数据匮乏,排放状况不清;法律法规滞后,污染防治与监管体系不健全;排放标准和监测规范不完善,控制技术亟需革新。基于此,本文从完善法律法规、健全制度体系和加强标准控制等方面提出了加强VOCs管控的思路和对策建议。     

基于决策树支持向量机算法的船用设备故障诊断

目的 提高船用设备的智能化水平,增强船舶的安全性、可靠性,对船上设备进行状态监测,并基于监测数据对设备健康状况进行评估,对可能存在的故障工况进行识别.方法 通过采集机舱内的振动数据,对数据进行预处理、快速傅里叶变换,提取1/3倍频带特征,将倍频带谱信号作为特征向量,利用支持向量机算法进行模型训练及分类.对于船上多种工况及可能存在的多种故障类别,采用决策二叉树方法,提出一种快速、准确的状态监测及故障诊断策略.结果 在实验室工况下识别准确率接近100％.结论 该方法能够对船用设备进行状态监控、故障诊断、健康评估等提供支持,为设备检修、传感器布置等决策提供依据.     

兰州市2011年春节期间颗粒物浓度及其谱分布特征

研究了兰州市2011年1月25日~2月18日春节期间大气颗粒物浓度及其谱分布特征,并通过多元对数正态分布拟合方法对其体积浓度谱特征进行了分析.采用空气动力学粒径谱仪(APS-3321)对颗粒物数浓度及其谱分布进行了实时监测,以阐明兰州市春节期间烟花爆竹燃放对大气颗粒物浓度及其谱分布的影响.结果表明:2011年春节期间兰州市烟花燃放对2月3日~8日颗粒物浓度有不同程度的影响,正月初一00:00~01:00和21:00~22:00时受烟花爆竹燃放影响最大,其中在烟花燃放最为集中时段(2月3日0:00~1:00时)0.5~10μm大气颗粒物平均数浓度、表面积浓度和体积浓度分别为(310.3±97.2)个/cm3、(1061.6±396.0)μm2/cm3和(409.9±176.0)μm3/cm3,分别较未受烟花燃放影响的1月27日~30日0:00~1:00时平均值增加了6.10倍、7.72倍和9.93倍.烟花燃放对数浓度和体积浓度的影响分别主要集中在0.542~1.382μm和3.278~8.354μm粒径段,而对表面积浓度的影响主要集中在0.542~1.981μm和3.278~8.354μm粒径段.受烟花燃放影响的颗粒物体积浓度谱中位径在0.93, 5.50μm左右出现的比例最大,未受烟花燃放影响的颗粒物体积浓度谱中位径在0.85,5.50μm左右出现的比例最大,与未受烟花燃放影响日的颗粒物体积浓度谱相比,燃放烟花使位于积聚模态的体积中位径增加.     

基于DED模型的挥发性有机物健康风险评价

为评估DED（Dual Equilibrium Desorption,双元平衡解吸）模型用于预测实际场地VOCs呼吸暴露健康风险的适用性,以邯郸某化工搬迁场地中危化品存储车间场地为案例,采用DED模型分别计算了二氯甲烷和苯在埋深1.5m（浅层）和3.5m（深层）处的呼吸暴露健康风险,并与基于相应深度实测土壤气中污染物浓度及采用传统J & E（Johnson and Ettinger）模型预测的呼吸暴露健康风险进行了比较验证.结果表明:①采用DED模型预测的二氯甲烷健康风险均未超过10-6,在某些点位及深度（2号点浅层、6号点浅层及深层、5号点深层）苯的健康风险超过了10-6. ②基于实测土壤气中污染物浓度计算的健康风险显示,二氯甲烷健康风险均未超过10-6,在某些点位及深度（4号和6号点浅层和深层及2号点深层）苯的健康风险超过了10-6. ③采用J & E模型预测的二氯甲烷和苯的健康风险均超过10-6. ④对比发现,对于二氯甲烷DED模型预测的风险结果与基于土壤气实测污染物浓度预测的结果总体无明显差异,但苯在部分点位前者预测结果低于后者.研究显示,DED模型基本上能适用于预测实际场地VOCs呼吸暴露健康风险,但在某些点位可能会低估实际风险,建议具体使用过程中进一步采集场地数据进行验证,而J & E模型的预测结果均过于保守;同时,对DED模型各参数进行敏感性分析发现,土壤中土壤气体积含量、污染物浓度和有机碳含量对风险结果影响相对明显,土壤容重则几乎没有影响.