杭州市臭氧污染特征研究

利用2013—2017年杭州市空气质量国控监测站点数据和杭州市地面气象数据,分析了杭州市几种典型情况的臭氧(O_3)污染特征。结果表明:(1)2013—2017年,杭州市O_3污染问题总体呈逐年加重趋势;(2)夏季太阳总辐射大于450 W/m~2、温度高于20℃且相对湿度低于70%的晴热高温天气易造成O_3污染;(3)杭州市O_3浓度还可能受外来输入的影响;(4)受台风外围下沉气流影响,加上水平扩散条件差且温度高,极易导致O_3及其前体物在近地面积聚。     

工业废气中氮氧化物的治理研究

对碱液吸收和活性炭吸附两级联合治理氮氧化物废气进行了实验研究,结果表明:对于氮氧化物进口浓度为7000～10 000 mg/m3的氮氧化物废气,氮氧化物的平均脱除率可以达到99%,出口浓度低于99 mg/m3;还进行了以硝酸溶液、双氧水溶液和高锰酸钾溶液为氧化剂湿法氧化碱吸收的实验研究,结果显示3种氧化剂都能显著提高氮氧化物的脱除率,其中以高锰酸钾溶液作氧化剂的脱除效果最好,其次是双氧水溶液.     

西安城区大气O3及其前体物的周末效应季节差异

利用2015—2017年西安城区4个环境空气质量监测自动站的O_3和NO_x观测数据及2015年夏秋季挥发性有机物(VOCs)的观测数据,分析了O_3和NO_x周末效应的季节差异及其产生原因。结果表明,西安城区春季、夏季和秋季存在O_3周末大于工作日而NO_x周末小于工作日的周末效应,且夏季和秋季在p0.05的水平下差异显著;冬季出现了O_3工作日大于周末而NO_x工作日小于周末的周末效应,但在p0.05的水平下差异并不显著。在不考虑平流层垂直输送的情况下,近地面O_3的产生取决于NO_x和VOCs前体物的共同光解速度。西安城区属于VOCs敏感区,周末机动车出行数量下降造成NO_x排放减少使NO对O_3的抑制效应减弱,这是西安城区夏秋季周末效应的主要原因。     

夏秋季节焦化厂附近大气中臭氧及其前体物变化特征和臭氧生成潜势分析

2012年6—10月,在我国北方某焦化厂厂界附近开展了O3、NO x、CO体积分数在线监测及VOCs样品采集分析工作,获得了夏、秋两季焦化厂厂界O3及其前体物的体积分数及其日变化趋势。焦化厂厂界附近O3、NO、CO体积分数均呈单峰型日变化,O3体积分数的季节差异不明显,夏季仅略高于秋季,而NO、CO体积分数秋季高于夏季,作为二次反应产物的NO2,其变化幅度秋季比夏季强烈。夏季TVOCs在各监测时段的小时体积分数呈现先上升后下降的日变化趋势,而秋季则呈现逐渐下降的日变化趋势。由较小VOCs/NO x的比值可初步判断,该焦化厂所在区域的大气光化学臭氧生成潜势处于VOCs控制区。在焦化厂下风向厂界附近,夏、秋两季TVOCs平均体积分数分别为(43.8±45.0)×10-9和(26.7±29.6)×10-9,苯系物、烷烃、烯烃的平均体积分数分别为(34.3±28.1)×10-9和(14.4±14.8)×10-9、(5.3±11.8)×10-9和(7.0±7.7)×10-9、(4.3±5.0)×10-9和(5.3±7.1)×10-9。夏、秋两季焦化厂附近臭氧生成潜势贡献最大的是苯系物(47.6%~65.8%),其次是烯烃(28.0%~41.9%),再次是烷烃(6.3%~10.5%)。     

一次光化学污染过程中O3和NOx的垂直梯度观测研究

为了研究2008年北京奥运会前期污染物浓度变化特征,对北京气象塔3层高度上的大气污染物（NO2和O3）进行加强观测,分析其变化特征。观测结果表明,由于北京奥运会前期采取了严格的空气质量控制措施,NO2浓度相对车辆限行前下降了45.3%,且随着高度递增逐渐降低;O3浓度最大值和日均值有所降低,其最大值出现时间较10年前提前了12 h,且有4 h左右处于相对平稳状态。O3浓度峰值主要是受NO2的控制,O3浓度峰值出现时间提前反映出北京大气氧化效率不断提高。对于观测期间出现光化学污染事件,利用同期气象资料和大气污染监测数据分析,发现造成这次大气污染的主要原因是气象因子：地面多处于弱高压场控制中,大气层结稳定,风力较弱（小于2 m/s）,并伴随着连续高温、强辐射和低湿。     

一次光化学污染过程中O_3和NOx的垂直梯度观测研究

为了研究2008年北京奥运会前期污染物浓度变化特征,对北京气象塔3层高度上的大气污染物(NO2和O3)进行加强观测,分析其变化特征。观测结果表明,由于北京奥运会前期采取了严格的空气质量控制措施,NO2浓度相对车辆限行前下降了45.3%,且随着高度递增逐渐降低;O3浓度最大值和日均值有所降低,其最大值出现时间较10年前提前了1~2 h,且有4 h左右处于相对平稳状态。O3浓度峰值主要是受NO2的控制,O3浓度峰值出现时间提前反映出北京大气氧化效率不断提高。对于观测期间出现光化学污染事件,利用同期气象资料和大气污染监测数据分析,发现造成这次大气污染的主要原因是气象因子:地面多处于弱高压场控制中,大气层结稳定,风力较弱(小于2 m/s),并伴随着连续高温、强辐射和低湿。     

我国氮氧化物排放因子的修正和排放量计算:2000年

根据我国城市的发展状况 ,采用城市分类的方法 ,将我国 2 6 1个地级市按照人口数量分为 5个类别。每类城市选取一个典型城市进行实地调查 ,对我国燃烧锅炉和机动车的NOx 的排放因子进行了修正 ,提出了适合我国目前排放水平的各类城市的固定源和移动源的排放因子。并依据 2 0 0 0年中国大陆地区的电站锅炉、工业锅炉和民用炉具的燃料消耗量和机动车保有量 ,以地级市为基本单位 ,估算了 2 0 0 0年我国各地区的NOx 排放量 ,分析了分地区、分行业、分燃料类型的NOx 排放特征。 2 0 0 0年我国NOx 排放总量为 11.12Mt,其中固定源占 6 0 .8% ;移动源占 39.2 %。NOx 排放在地域、行业和燃料类型上分布均不平衡。NOx 的排放主要集中在华东和华北地区 ,其排放量占全国排放量的一半以上。燃煤为最重要的NOx 排放源 ,其排放量占燃料型NOx 排放量的 72 .3%左右。     

焦化废水臭氧催化氧化过程的污染物降解特征

为了考察焦化废水臭氧催化氧化深度处理过程中污染物的降解特征,对处理过程中的废水进行了COD、TOC、BOD、紫外可见光谱、高效液相色谱、气相色谱-质谱联用（GC-MS）和凝胶色谱等多种分析。结果表明：经臭氧催化氧化处理后,废水的COD、TOC和UV254均降低,降低速度大小为UV254 >COD >TOC;臭氧催化氧化可提高废水的可生化性,但氧化时间进一步延长,可生化性反而降低;液相色谱表明非极性物质优先得到去除;凝胶色谱表明分子量较小的物质优先去除;GC-MS结果表明焦化废水混凝出水中主要成分为苯酚类、杂环化合物、多环芳烃及其衍生物,臭氧催化氧化处理后这些化合物都得到有效降解。     

微囊藻毒素-RR的提取和臭氧氧化降解

在对采自云南滇池水华蓝藻细胞中的微囊藻毒素-RR(microcystin-RR,MC-RR)提取并发现其含量达到0.19mg/g(干重)的基础上,重点研究了臭氧氧化降解所提取的MC-RR。结果表明,当反应体系中臭氧浓度为5.7 mg/L时,初始浓度1.9 mg/L的MC-RR在15 min内被完全降解。利用HPLC/ESI/MS对提取的MC-RR及其氧化降解产物质荷比测定发现,降解前MC-RR的质谱图中出现特征离子m/z=1 038.7、m/z=519.8以及m/z=135.0。而降解后的产物质谱图中只有Adda基团中带苯环结构化合物(C9H10O)的特征离子峰m/z=135.0存在,其他2个离子峰完全消失。由此推断反应体系中MC-RR(m/z=1 038.2)在大量臭氧及其.OH自由基全面攻击下,分子结构中Adda基团以及单环结构中的不饱和双键直接被氧化而发生断链,最终形成小分子的有机物。     

垃圾渗滤液有机物特征及臭氧对其结构的影响

为分析不同填埋龄的垃圾渗滤液中有机物的组分特征及臭氧氧化对其结构的影响,选取成熟和年轻的垃圾渗滤液,利用液相色谱-有机碳-有机氮-紫外吸收(LC-OCD-OND-UVD)、紫外可见光谱、三维荧光光谱和树脂分离技术表征了不同填埋龄垃圾渗滤液中有机物的组分特征。结果表明：在2种垃圾渗滤液有机物中,主要组分为以类富里酸为代表的憎水性腐殖质类和亲水的中性小分子有机化合物,且其组分比例随着填埋龄增加可分别提高至60%和28%。年轻渗滤液中的高含量生物多聚物组分(BP)是其最显著特征。臭氧氧化可快速分解BP并最终生成类腐殖质的分解产物,但TOC去除率<10%。对于含量低于4%的腐殖质类小分子酸,因其含氮杂环结构成为最难矿化的有机物,故较低臭氧投加量无法将其氧化分解。LC-OCD-OND-UVD结合其他表征方法印证分析是获取有机物信息的有效手段,可为深入了解有机物的氧化分解过程提供参考。     

臭氧氧化对ASBR/SBR工艺SBR段污泥和上清液的性质影响

研究了臭氧氧化对ASBR/SBR工艺中SBR段污泥性质和上清液的影响.结果表明,当臭氧投加量为0～0.349 g O3/g MLSS时,随着施加臭氧浓度的不断增加,MLSS、MLVSS和污泥的生物活性明显降低,但污泥的沉淀性却增强了.污泥上清液中,TN、NH4+-N、NO3--N、PO43--P和多糖浓度均随着臭氧投加...     

原位臭氧氧化对活性污泥系统硝化和反硝化作用的影响研究

将厌氧序批式间歇反应器(ASBR)和序批式间歇反应器(SBR)串联组成污泥减量新工艺,着重探讨了对SBR段进行原位臭氧投加时,臭氧氧化作用对系统硝化和反硝化能力的影响,并以不投加作为对照。结果表明,将臭氧原位投加到ASBR—SBR组合工艺的SBR段,臭氧投加量为0.027g(以每克MLSS计),每隔3个周期再次投加、连续运行40d,试验组SBR段臭氧投加当期出水COD去除率为86%,比对照组下降了9百分点,但臭氧氧化细胞内大量有机物进入混合液中,为反硝化作用提供了外加碳源,对污泥反硝化能力的提高起到了一定的促进作用;试验组部分硝化细菌由于臭氧的强氧化作用而失去活性,但是随着剩余污泥量的减少,系统的污泥龄延长,有利于硝化细菌的生长,使得系统的硝化能力基本未受影响;试验组臭氧投加当期SBR段出水NO2--N平均浓度比对照组的高18.9%,但经过3个周期的运行后,其SBR段出水NO2--N平均质量浓度降低至7.57mg/L,基本与对照组持平;试验组臭氧投加当期SBR段出水NO3--N的平均浓度高于对照组,但经过3个周期的运行后,试验组出水NO3--N平均浓度低于对照组;试验组臭氧投加当期SBR段出水TN和对照组的出水TN平均去除率分别为65%和75%,但试验组再经过3个周期的运行后,出水TN平均去除率可以达到72%。可见,原位投加臭氧并未对SBR段的硝化和反硝化能力产生明显的影响。     

污泥减量过程中臭氧氧化对硝化和反硝化影响的试验研究

采用AO工艺,考察了在污泥减量过程中臭氧(O3)氧化对生物系统硝化和反硝化能力的影响.结果表明,在每克SS中O3投量为0.05 g时,氧化后污泥中的CODcr由37.5 mg/L增至700mg/L,TN由4.86 mg/L增至36.6 mg/L,NH4 -N由0.353mg/L增至7.49 mg/L,NO3--N由2.19 mg/L增至5.15 mg/L.虽然氧化系统出水NH4 -N浓度略高于对照系统,但氧化系统NH4 -N的去除率大于98%,硝化能力基本没有受到O3氧化的影响.O3氧化污泥后增加的有机物作为附加的碳源循环至缺氧段,提高了反硝化的效果,当污泥氧化比例分别为10%、20%、30%时,进入缺氧段的CODCr/TN分别平均增至11.21、11.56、11.88,氧化系统的反硝化效果也随之分别提高5%、25%、37%.     

2015年南京市SO2、NO2、CO和O3的污染特征分析

分析了2015年南京市二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）和臭氧（O3）的污染特征。南京市SO2、NO2、CO和O3的年均浓度分别为19.3 μg·m-3、50.2 μg·m-3、0.972 mg·m-3和114 μg·m-3;SO2和CO污染相对较轻,NO2和O3污染相对严重。SO2、CO和O3的日变化呈"单峰型",而NO2的呈"双峰型";SO2、NO2和CO浓度在冬季最高,夏季最低,而O3相反。秸秆焚烧产物的区域输送在夏收（6月）和秋收（11月）时节对南京市CO的贡献显著。各监测点及全市的气态污染物普遍表现出"反周末效应",指示外来污染源。     

NH_4＋和H_2O_2抑制臭氧氧化过程中溴酸盐形成的效能研究

通过纯水条件下的模拟研究,考察NH4＋和H2O2在单独和联用时对臭氧氧化过程中溴酸盐形成的抑制效能。结果表明,单独投加NH4＋能显著降低溴酸盐的生成量,并对水中臭氧浓度衰减无明显影响;投加H2O2大于0.20 mmol/L时,能在一定程度上抑制溴酸盐的形成,但加快了水中臭氧浓度的衰减;同时投加过量H2O2和NH4＋时,...     

基于二次有机气溶胶和臭氧生成潜势的河北挥发性有机物优控物种研究

为研究河北大气中挥发性有机物(VOCs)对臭氧(O₃)及二次有机气溶胶(SOA)生成的影响,利用2021年4—10月河北11个地市VOCs的监测数据,对河北VOCs污染特征及其关键活性组分进行分析研究。结果表明,观测期间河北VOCs平均体积分数为36.16×10^-9,低碳的醛酮类和低碳的烷烃是河北VOCs的主要构成物种。VOCs高值区主要集中在河北中南部沧州、衡水、邯郸、石家庄等地,北部城市秦皇岛、张家口VOCs浓度较低。监测期间,河北O₃生成潜势(OFP)为259.67μg/m³,SOA生成潜势为0.61μg/m³,其中衡水OFP最高,达302.96μg/m³,石家庄SOA生成潜势最高,达0.92μg/m³。甲苯、间/对二甲苯和邻二甲苯对OFP及SOA生成潜势的贡献均较大,是O₃和大气颗粒物协同控制的优控VOCs物种。     

NH_4＋和H_2O_2抑制臭氧氧化过程中溴酸盐形成的效能研究

通过纯水条件下的模拟研究,考察NH4＋和H2O2在单独和联用时对臭氧氧化过程中溴酸盐形成的抑制效能。结果表明,单独投加NH4＋能显著降低溴酸盐的生成量,并对水中臭氧浓度衰减无明显影响;投加H2O2大于0.20 mmol/L时,能在一定程度上抑制溴酸盐的形成,但加快了水中臭氧浓度的衰减;同时投加过量H2O2和NH4＋时,相对单独投加过量H2O2条件进一步抑制了溴酸盐的形成,但相对单独投加NH4＋条件却促进了溴酸盐的形成。     

基于受体模型和排放清单的杭州市挥发性有机物来源解析及其对臭氧生成的影响分析

为了解杭州市挥发性有机物(VOCs)的污染特征及其对臭氧生成的影响,利用2020年9月至2021年8月的VOCs在线监测数据,全面分析了杭州市VOCs污染特征,并利用正定矩阵因子分析(PMF)和排放清单对VOCs进行来源解析,分析不同组分的臭氧生成能力。结果显示,杭州市VOCs逐月变化呈现“冬高夏低”的特征,烷烃在总VOCs中的占比最高。根据PMF解析,对杭州市VOCs浓度贡献最大的为机动车尾气排放源和溶剂使用排放源。排放清单中,溶剂使用排放源和工业排放源为贡献最大的来源。与排放清单结果相比,PMF结果中机动车尾气排放源和汽油挥发排放源贡献率偏高,与监测点位于城区环境、距离工业园区较远有关,因此VOCs污染防控应针对不同区域精准施策。从各组分对臭氧生成潜势的贡献来看,烯烃和芳香烃是贡献最大的组分。