固定源废气VOCs排放在线监测技术现状与需求研究

结合我国"十二五"大气挥发性有机物(VOCs)污染防治要求和当前国内外相关监测管理现状,研究分析了适合我国固定污染源废气VOCs排放在线监测的仪器系统结构和技术特点,进而从系统采样预处理技术和分析测量技术两方面,提出了符合我国固定污染源废气VOCs排放在线监测技术特点的发展需求.     

天津市挥发性有机物排放控制标准与污染源在线监控技术研究

大气中的VOCs和NOx在发生光化学反应后不易沉降,易造成大气能见度差等现象.“十二五”期间中国重点区域和重点行业开展了挥发性有机物(VOCs)污染防治工作,依据环境管理的需求,天津市开展了挥发性有机物排放控制标准制定与污染源在线监控技术研发,建立VOCs综合控制指标和苯系物单项控制指标,覆盖全部工业VOCs排放行业,推行VOCs在线监测与无组织泄漏检测,研发监测数据具有代表性和可比性、低成本、安全性高且易推广的VOCs污染源在线监测系统.     

南宁市冬季挥发性有机物特征及其来源分析

为了解南宁市冬季期间挥发性有机物（VOCs）污染特征及来源,采用在线连续监测系统于2020年12月9日~2021年2月22日在南宁市区对116种VOCs进行了在线连续观测.结果显示,观测期间VOCs体积分数为37.57x10^-9,烷烃、烯烃、芳香烃、OVOCs及卤代烃体积分数占VOCs比例分别为44%、15%、8%、19%和11%.VOCs体积分数白天低,夜晚高;采用OH消耗速率（L_OH）和臭氧生成潜势（OFP）估算了观测期间VOCs大气化学反应活性,结果表明醛酮类、芳香烃和烯烃是主要的活性物质;使用气溶胶生成系数法（FAC）估算了VOCs对二次有机气溶胶（SOA）的贡献,发现芳香烃对SOA生成贡献最大,占比为98%,其中苯、间/对二甲苯和甲苯为优势物种;正交矩阵因子（PMF）解析结果表明,冬季期间南宁市VOCs主要来源于：机动车尾气排放源（30.1%）>固定燃烧及生物质燃烧源（22.2%）>工业工艺排放源（16.8%）,而OFP贡献较高的源分别为溶剂使用源（23.9%）、固定燃烧及生物质燃烧源（22%）、机动车尾气排放源（21.8%）.因此,机动车尾气排放源和固定燃烧及生物质燃烧源应为南宁市冬季的优先管控源类,其次为工业工艺排放源、溶剂使用源.     

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.      

河南省典型炭素企业VOCs排放特征及臭氧生成潜势分析

挥发性有机物（VOCs）是主要的臭氧前体物之一,控制VOCs排放是打赢“蓝天保卫战”的重要组成部分.研究工业源VOCs排放特征和对O₃生成贡献对制定和修订相关VOCs排放标准、有针对性控制VOCs排放具有重要意义.炭素行业是非金属制品业的重要组成部分,属于高污染行业,对该行业有组织VOCs排放的研究鲜见文献报道.本文选取河南省某典型炭素企业Y炭素厂作为研究对象,通过实地采样分析了不同工序有组织和车间内、外无组织117种VOCs排放特征,计算臭氧生成潜势（OFP）并评估了不同VOCs类别和物种对O₃生成的贡献.研究表明,Y炭素厂排放因子为0.031 g·kg^-1,其中焙烧工序有组织VOCs排放量最大.总有组织排放占比较大的VOCs类别有烯烃（23.56%）、烷烃（21.24%）、芳香烃（18.17%）、卤代烃（15.34%）和含氧化合物（8.95%）等,占比较大的VOCs物种有乙烯（18.2%）、乙烷（11.5%）、苯（8.66%）和 乙炔（7.15%）等.车间内无组织排放占比较大的VOCs物种则为萘和四氯化碳等.总有组织排放的VOCs中,烯烃、芳香烃和含氧化合物的OFP占比较大,分别为71.72%、11.35%、10.05%,其中乙烯、丙烯的OFP占比分别为52.91%和13.98%,是需要重点治理的O₃生成前体物.     

基于多通道分布式VOCs在线监测质谱系统精准识别企业污染源

建立一套适用于工业园区VOCs无组织排放的监管溯源系统,该系统通过多通道分布式质谱在企业内部和厂界进行多个在线监测点位连续监测,实现对VOCs的无组织排放污染源的初步识别.监测数据结合正交矩阵因子分解(PMF)模型和二元条件概率函数(CBPF)方法精准识别园区内不同范围尺度的污染源.该系统成功应用于台州市化工园区内某医...     

基于走航监测的长三角工业园区周边大气挥发性有机物污染特征

挥发性有机物（VOCs）是大气臭氧及细颗粒物污染的重要前体物.工业园区是我国VOCs排放的重要来源,但是其污染水平及特征尚不清晰.本研究采用两类VOCs走航监测技术,在长三角主要工业园区开展了108园区次的走航监测,系统分析了长三角不同工业园区VOCs的污染水平及示踪组分特征.结果表明,园区周边VOCs平均浓度变化范围为39~533 μg·m^-3（5%~95%分位值浓度）,平均值为183 μg·m^-3,是城市环境大气浓度的3倍左右;最大峰值浓度的变化范围为307~12006 μg·m^-3（5%~95%分位值浓度）,平均值为2812 μg·m^-3.所有园区周边监测到异常高浓度的频率为64%,其中异常排放频率出现较高的组分主要包括甲苯（32%）、二甲苯（18%）、苯（9%）以及含9个及以上碳数的芳香烃（19%）.不同工业类型的园区周边VOCs浓度水平及主要特征组分存在一定差异;纺织行业园区周边浓度最高,其次是化工、涂装和石化,电子工业园区周边浓度相对最低.鉴于现有走航技术对环境大气常见VOCs组分的覆盖率不足50%,因此上述走航结果相对于实际浓度应该有一定的低估.本研究有助于系统认识我国工业园区VOCs污染水平及特征,为园区VOCs监管及减排提供重要支撑.     

成都市2017年夏季大气VOCs污染特征、臭氧生成潜势及来源分析

为评估成都市2017年夏季（6-8月）开展的臭氧防治行动措施对空气质量的改善效果,采用在线监测系统对成都市环境空气中VOCs物种进行监测,对比分析VOCs污染特征、OFP（臭氧生成潜势）,并利用PMF（正矩阵因子法）模型对VOCs主要来源进行解析.结果表明:2017年8月$φ$（VOCs）平均值为31.85×10-9,比2016年同期下降了32%,其中,$φ$（芳香烃）和$φ$（卤代烃）平均值下降最为明显.$φ$（VOCs）日变化呈双峰型,分别在每日09:00和23:00左右达峰值,臭氧防治行动期间$φ$（VOCs）月均小时值低于2016年同期.VOCs的OFP敏感性物种以烯烃为主,占总VOCs OFP贡献的48%.2017年8月成都市OFP为61.89×10-9,比2016年同期下降44%.VOCs源解析结果发现,2017年8月油气挥发源、有机溶剂使用源、工业源、生物质燃烧源等排放占比均有所下降,而机动车排放源和天然源的排放占比增加.研究显示,成都市2017年夏季臭氧防治行动对成都市大气VOCs排放有明显的控制效果.      

廊坊开发区8~9月O3污染过程VOCs污染特征及来源分析

使用ZF-PKU-1007大气挥发性有机物（VOCs）在线连续监测系统,于2018年8月25日至9月30日在廊坊开发区对99种VOCs进行监测,并开展不同O₃污染情况下ω（VOCs）特征、大气反应活性及来源研究.结果表明,监测期间廊坊开发区ω（VOCs）平均为（75.17±38.67）×10^-9,O₃污染日和清洁日ω（VOCs）平均分别为（112.33±30.96）×10^-9和（66.25±34.84）×10^-9,污染日ω（VOCs）较清洁日偏高69.6%;对于大气反应活性,污染日和清洁日VOCs对臭氧生成潜势（OFP）的贡献均以醛酮类、芳香烃、烯烃和烷烃为主,对于羟基消耗速率（L_·OH）,污染日以芳香烃（30.0%）和烯烃（25.8%）为主,而清洁日烯烃贡献（29.8%）略高于芳香烃（28.0%）;PMF源解析结果显示,机动车排放（34.4%）、溶剂使用及挥发源（31.7%）、石化工业源（15.7%）、燃烧源（11.1%）和植物排放源（7.9%）为监测期间VOCs的主要来源,另外污染日溶剂使用及挥发源、植物源排放较清洁日升高13.1%和1.2%,可能与污染日温度较高有关.因此,机动车排放和溶剂使用及挥发为廊坊开发区8~9月VOCs的控制重点.     

中国显示器件行业VOCs排放特征及控制对策

为掌握和了解我国电子行业VOCs的排放特征,以显示器件行业为研究对象,梳理和分析其生产工艺及排污环节;通过典型企业有机废气的实际排放监测,掌握其VOCs排放水平;利用排放因子法,核算了2011-2016年我国显示器件行业VOCs的排放量,分析其排放量的变化趋势及空间分布特征.结果表明:受产量和污染控制效率变化的双重影响,2011-2016年我国显示器件行业VOCs排放量（文中涉及"全国"的各要素范围均未包含港澳台地区）呈先增后降的趋势,2015年达到最大值（15 605 t）,此后在产量增长放缓和污染控制效率提高的作用下,2016年的排放量有所下降;从排放占比来看,显示器件行业无组织VOCs排放占比从2011年的45%升至2016年的53%,车间无组织VOCs逸散,以及废水处理过程、有机原辅料和有机废液储运等环节的VOCs无组织排放是行业污染控制的重点和难点.研究显示,我国显示器件行业VOCs无组织排放量占比逐年上升,为控制未来行业VOCs排放,企业应将无组织排放转化为有组织排放,之后再通过高效的末端处理装置来减少VOCs排放量.      

邯郸市秋季大气挥发性有机物污染特征

大气中VOCs（volatile organic compounds,挥发性有机物）是形成O₃和二次有机气溶胶的重要前体物.通过对2017年10月1-31日邯郸市秋季环境空气中56种VOCs污染物进行在线监测,结合PM_2.5、O₃、NO_x等污染物质量浓度和气象数据,分析了邯郸市VOCs质量浓度水平、时间变化特征、化学反应活性和主要来源.结果表明:邯郸市ρ（VOCs）变化范围较大,为49.1~358.4 μg/m3,平均值为（102.2±45.8）μg/m3,VOCs的主要组分为烷烃和芳烃.ρ（VOCs）与ρ（PM_2.5）、ρ（NO_x）均有很强的相关性,相关系数分别为0.8和0.7;而ρ（NO_x）与ρ（O₃）呈明显的负相关性,相关系数为-0.7.邯郸市VOCs中各类组分化学反应活性大小依次为烯烃>芳烃>烷烃>炔烃,并且国庆期间（10月1-7日）VOCs化学反应活性小于非国庆期间（10月8-31日）,烯烃和芳烃对O₃的产生占主导地位.应用主因子分析法对邯郸市VOCs来源进行解析发现,溶剂使用和燃料挥发源、汽油车排放源、工业源、柴油车排放源和燃烧源是VOCs的主要来源,其方差贡献率分别为36.7%、15.5%、8.0%、6.6%、5.1%.研究显示,减少邯郸市大气中ρ（VOCs）应以控制溶剂使用和燃料挥发源、交通排放源（汽油车排放源和柴油车排放源）为主.      

我国固定源挥发性有机物污染管控的现状与挑战

挥发性有机物（VOCs）成为PM_2.5和臭氧（O₃）协同控制的核心污染物之一,但目前VOCs污染控制仍处于摸索阶段,其控制措施的有效性有待总结研究.为了进一步推动VOCs管控的有效性和科学性,对VOCs的定义、表征方法、排放标准、全过程控制技术及相应制度体系的现状进行了梳理,分析了存在的问题,并提出了相应的对策建议.结果表明:①国家和地方对VOCs的定义尚未统一,导致管控范围不明确,因此建议基于VOCs的物理性质（沸点和蒸气压）确定其管控范围,并与恶臭物质、有毒有害污染物分类协同控制,研究制定豁免清单和优先控制清单.②通过比较VOCs表征和监测方法的差异发现,非甲烷总烃（NMHC）的检测方法在稳定性、可靠性方面尚存在不足,建议建立总碳氢化合物（THC）与NMHC相结合的监测方法.③基于全过程控制技术体系的概念,分析并发现源头控制、过程控制、末端治理措施实施中存在投入和产出不平衡、稳定达标困难等问题,建议基于治理措施的全生命周期综合效益评价,建立最佳治理技术筛选方法.④针对VOCs排放总量控制制度与排污许可证制度、排放税制度等尚未有效联动的问题,建议统一总量核算办法、增设专门的VOCs排放税.⑤鉴于国家和地方排放标准存在差异,建议制定区域一体化排放标准以避免某些产业在有限区域内简单转移.      

简易瞬态工况下汽油车挥发性有机物在线排放特征研究

机动车是大气挥发性有机物（VOCs）的重要排放源之一,识别其高分辨率排放特征对于VOCs污染控制具有重要意义.针对现有研究对不同行驶状态下机动车VOCs排放特征精细化描述较为缺乏这一问题,本研究构建了在线与离线相结合的VOCs测量系统,采用底盘测功机运行的简易瞬态工况（VMAS）,对广州市36辆不同排放标准的汽油车尾气VOCs高分辨率排放特征开展在线测量.实时观测结果发现,随着国标加严,VOCs排放至少下降2个数量级.庚烷、丁烯、甲苯、甲醛和甲醇为各类VOCs的特征组分,各组分间的相关系数普遍在0.90~0.97之间.然而,随着国标加严,组分间的相关系数下降到0.20~0.94,醇类与其它组分出现负相关或无相关性.VOCs排放分布集中于变速阶段,高于怠速和匀速阶段所占的比重,其中,甲醛、乙醛和丙酮等含氧挥发性有机物（OVOCs）在不同变速阶段维持较高且稳定的排放.这说明在城市地区降低机动车VOCs排放,长期任务是减少因拥堵或其它因素造成的频繁启动和变速,尽可能确保行驶畅通.本研究在线与离线测试所识别的VOCs组分比对结果一致性较高,在线仪器的使用较好地弥补了离线测试识别VOCs实时排放特征的局限性.     

环境中挥发性有机物监测及分析方法

挥发性有机物(VOCs)是一类重要的环境污染物,严重威胁着环境和人类健康。随着VOCs问题的日趋突出,关于VOCs监测技术的研究也越来越多,检测技术逐渐完善。本文对大气中VOCs的监测技术进行了详细的综述,重点介绍了气相色谱-质谱、高效液相色谱等离线检测方法和质子转移反应质谱法在线监测方法。此外,本文分析了各种采样方法及仪器检测技术的优势与不足,旨在为大气VOCs的监测与研究起到一定的指导作用。     

中国炼油行业VOCs排放特征及其减排潜力研究

基于调查新中国成立以来炼油行业的发展历史和《炼化一体化》规划,预测了我国炼油行业2020—2030年的发展趋势.根据相关文献测量和调研结果及当前VOCs控制技术和政策,确定了炼油行业不同排放环节的VOCs源成分谱和排放因子.同时,运用排放因子法估算了2020年炼油行业分储罐、无组织、有组织和污水处理等4个环节的分组分VOCs排放量,分析了其时空演变;运用情景模拟法确定了不同地区和排放环节的减排技术、措施及两者之间的差异性、排放因子的减排率,并构建了3个不同情景,量化分析了未来10年内各省（区、市）炼油行业不同环节的VOCs排放量变化趋势和减排责任.研究结果显示,新中国成立以来,我国炼油行业VOCs排放量以年均12.0%的增速增加至2020年的116.59×104 t,山东、辽宁、广东、江苏和浙江是排放量最高的5个省份,占全国炼油行业VOCs排放总量的55%;无组织VOCs排放占炼油厂VOCs排放总量的40.0%～44.0%,其次为有组织（28.4%～31.3%）、储罐（18.3%～25.3%）和废水处理（5.8%～6.6%）排放;烷烃是炼油厂排放量最大的化学组分（60%）,其次是烯烃（...     

天津临港石化企业VOCs排放特征及环境影响

为研究化工园区VOCs排放特征及其环境影响,选取天津临港工业区内典型企业A、B、C、D、E进行重点监测,对其有组织、无组织排放各环节、厂界和敏感点的VOCs种类和浓度进行定性和定量分析,并利用偏相关分析方法对其厂界和敏感点进行环境影响因素研究.结果表明,企业A、B、D、E有组织排放的ρ（总VOCs）分别为2.32、1.16、3.30、35.85 mg/m3,其主要污染物分别为环己烷及其同分异构体、丙烯、丙烯腈、甲醇.企业A、B、C、D的无组织排放均以烷烃为主,主要污染物为甲基己烷及其同分异构体、正壬烷;企业E的无组织排放以醇类和烷烃为主,主要污染物为甲醇、正十一烷和乙烷.敏感点的主要污染物与各企业的主要污染物相似.研究显示,企业A、D、E的有组织排放ρ（总VOCs）比无组织大,分别以烷烃、氰化物和醇类为主,企业B、C以无组织烷烃排放为主.无组织排放是影响企业厂界ρ（VOCs）的主要因素;以生产丙烯为主的企业B对敏感点影响最大,相关系数为0.582（P≤0.01）,是影响园区敏感点的主要污染源.      

武汉市汽修行业不同环节VOCs排放水平及组分特征

为识别武汉市汽修行业涂装工艺环节废气中VOCs（volatile organic compounds,挥发性有机物）浓度水平及组分特征,采集和分析了武汉市10家典型汽修企业喷（烤）漆房治理设施排放环节、喷（烤）漆环节、调漆环节和刮腻子环节共4个环节的含VOCs废气样品.结果表明:①武汉市10家汽修企业喷（烤）漆房治理设施排放环节的VOCs浓度（82.18 mg/m3）最高,其次是调漆环节、喷（烤）漆环节和刮腻子环节,分别为11.37、7.76和5.57 mg/m3.②喷（烤）漆房治理设施排气环节有组织排放以及喷（烤）漆环节与调漆环节无组织排放的VOCs均以OVOCs（oxygenated volatile organic compounds,含氧挥发性有机物）为主,其占比分别为54.4%、50.8%、43.4%;其次为芳香烃,其占比分别为27.0%、22.9%和24.6%;3个环节排放的VOCs物种中质量分数排名前3位的物种均为乙酸丁酯、间/对-二甲苯和1,2-二氯甲烷.刮腻子环节排放的VOCs物种中以芳香烃和OVOCs为主,质量分数排名前3位的物种为苯乙烯、乙酸丁酯和1,2-二氯甲烷.③喷（烤）漆房治理设施排气筒有组织排放以及喷（烤）漆环节、调漆环节无组织排放的VOCs废气中乙酸丁酯含量均远大于苯、甲苯和间/对-二甲苯的含量,且远高于早期武汉市和其他地区的研究结果.研究显示:喷漆（烤）房排气筒有组织排放的VOCs废气浓度最高,应加强对喷漆（烤）房排气筒有组织排放的关注,提高处理设施的“三率”,加强企业喷（烤）漆房的封闭性管理;各环节VOCs废气中乙酸丁酯含量均最高,可考虑将乙酸丁酯作为汽修行业VOCs源示踪物.      

机动车尾气排放VOCs研究进展

机动车尾气排放的挥发性有机物(VOCs)严重危害着人类的健康和大气环境,备受人们关注。本综述对机动车尾气排放VOCs的采样和分析等监测技术研究进展进行了综合和概括;对国内外机动车尾气排放VOCs的研究进行了分类和归纳。对国内研究存在的问题进行了总结,并对未来相关研究进行了展望。目前,国内机动车排放VOCs源成分谱、采样分析方法,以及其排放特征都需要进一步深入研究。     

运城市区夏季大气挥发性有机物污染特征及来源解析

基于2020年6～8月运城市区VOCs、 O₃和NO₂的在线监测数据,分析了运城市区夏季VOCs的污染特征,同时使用正交矩阵因子分解法（PMF）确定了其主要排放源,并通过最大增量反应活性法（MIR）和气溶胶生成系数法（FAC）对VOCs的化学反应活性进行了评估.结果表明,运城市区夏季凌晨和傍晚时段受VOCs和NO₂污染较为严重,VOCs日变化峰值分别出现在08:00和20:00,峰值的出现主要受交通早晚高峰的影响;6～8月的ρ（VOCs）为50.52μg·m^-3,质量分数最高的物种为烷烃（39.39%）和含氧挥发性有机物（OVOCs, 34.63%）.利用PMF模型共确定了5个VOCs排放源,其中贡献率最大的为机动车尾气排放源（33.10%）,其次为工业排放源（29.46%）、天然气及煤燃烧源（17.31%）、溶剂使用源（11.94%）和植物排放源（8.19%）,控制机动车尾气排放源是缓解运城市夏季VOCs污染的关键.VOCs的臭氧生成潜势（OFP）均值为162.88μg·m^-3     

大连市夏季VOCs化学反应活性及来源

为了解大连市环境空气挥发性有机物（VOCs）污染特征及来源,基于2020年6~8月高时间分辨率VOCs在线观测数据,对大连市大气VOCs的浓度水平、组成特征、反应活性及来源情况进行了分析.结果表明φ（VOCs）的平均值为（10.21±5.71）×10^-9,其中烷烃占比为66.35%,烯烃为11.89%,炔烃为7.75%,芳香烃为14.01%.VOCs和NO_x呈现夜间高,白天低的特征,而O₃变化趋势相反.综合考虑物种活性,确定甲苯、乙烯、间/对-二甲苯、1-己烯、正丁烷、异戊烷、正戊烷和异戊二烯是影响大连市大气VOCs的关键物种,优先控制烯烃和芳香烃类化合物的排放是改善大连市夏季O₃污染的关键.PMF源解析结果显示交通源（26.38%）、燃烧源（22.75%）、工业排放源（17.09%）、溶剂使用源（14.59%）、天然源（11.72%）和其他（7.47%）为监测期间VOCs的主要来源,交通源和燃烧源排放是大连市夏季O₃防控的重点污染源.