Vertical profiles of biogenic volatile organic compounds as observed online at a tower in Beijing

Vertical profiles of isoprene and monoterpenes were measured by a proton transfer reaction-time of flight-mass spectrometry (PTR-ToF-MS) at heights of 3, 15, 32, 64, and 102 m above the ground on the Institute of Atmospheric Physics (IAP) tower in central Beijing during the winter of 2016 and the summer of 2017. Isoprene mixing ratios were larger in summer due to much stronger local emissions whereas monoterpenes were lower in summer due largely to their consumption by much higher levels of ozone. Isoprene mixing ratios were the highest at the 32 m in summer (1.64 ± 0.66 ppbV) and at 15 m in winter (1.41 ± 0.64 ppbV) with decreasing concentrations to the ground and to the 102 m, indicating emission from the tree canopy of the surrounding parks. Monoterpene mixing ratios were the highest at the 3 m height in both the winter (0.71 ± 0.42 ppbV) and summer (0.16 ± 0.10 ppbV) with a gradual decreasing trend to 102 m, indicting an emission from near the ground level. The lowest isoprene and monoterpene mixing ratios all occurred at 102 m, which were 0.71 ± 0.42 ppbV (winter) and 1.35 ± 0.51 ppbV (summer) for isoprene, and 0.42 ± 0.22 ppbV (winter) and 0.07 ± 0.06 ppbV (summer) for monoterpenes. Isoprene in the summer and monoterpenes in the winter, as observed at the five heights, showed significant mutual correlations. In the winter monoterpenes were positively correlated with combustion tracers CO and acetonitrile at 3 m, suggesting possible anthropogenic sources.     

城镇污水厂剩余污泥厌氧发酵产酸工程示范研究

鉴于污泥厌氧发酵产酸技术的生产规模性研究较少,为深入了解城镇剩余污泥厌氧发酵产挥发性脂肪酸（VFAs）工程的长期运行特征,基于0.3 t/d规模的生产线平台进行了为期240 d的稳定运行研究,考察了长期运行条件下的污泥预处理效果、产酸水平、VFAs回收和经济可行性.结果表明:污泥经热-混碱预处理后溶解性有机物浓度〔ρ（SCOD）,以溶解性COD计〕比原污泥提高了29倍,水解率达到56%.当ρ（TSS）（TSS为总悬浮固体）分别为30和70 g/L时,污泥预处理水解率分别为56%和59%;厌氧发酵产酸率〔以每g污泥有机物生产多少mg VFAs计,R_VFAs〕分别为277和256 mg/g;ρ（TVFAs）（TVFAs为总挥发性脂肪酸）最高可达9.1 g/L,其中乙酸占61.6%.采用聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）联合调理能够有效提高发酵污泥的脱水性能,与对照组相比,泥饼的含水率由84.8%降至64.0%,发酵液的回收率由33.7%升至75.7%.经济效益分析表明,设置处理规模为100 t/d时,运行成本为346.6元/t,收益为451.4元/t.研究显示,城镇污水厂剩余污泥厌氧发酵产酸生产线运行稳定,能够实现较好的有机物生物转化与资源化效果,经济可行,具有显著的应用前景.      

易悬浮和外源输入下原位覆盖对生物有效磷形成的影响

在有外源磷持续汇入的前提下,研究了底泥原位覆盖钙改性材料和锁磷剂被悬浮颗粒再覆盖后对沉积物生物有效磷(BAP)的影响.结果表明,与空白对照相比,底泥原位覆盖后,BAP平均下降34.30%,此外,上覆水及间隙水溶解性无机磷(DIP)的浓度分别平均下降了74.25%和47.48%(0～3 cm),说明覆盖材料可以有效减少水体DIP的浓度,促进易被生物利用态磷浓度的降低.然而,当覆盖材料受到悬浮颗粒影响后,BAP平均下降20.27%,其中,藻类可利用磷(AAP)、碳酸氢钠可提取磷(Olsen-P)和水溶性磷(WSP)的含量较未被悬浮颗粒覆盖组显著提高,分别增加了18.28%、17.41%和12.58%,说明覆盖材料受悬浮颗粒影响后不利于降低底泥磷的生物有效性.     

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.     

东海海水和大气中挥发性卤代烃的分布

运用吹扫-捕集气相色谱法于2016年6月对东海海水和大气中5种短寿命挥发性卤代烃的浓度含量、分布来源特征及海-气通量进行了研究.结果表明,表层海水中CH₃I、CH₂Br₂、CHBrCl₂、CHBr₂Cl和CHBr₃浓度平均值及范围分别为8.93（0.39~23.49） pmol/L、15.02（4.77~32.75） pmol/L、0.97（0.30~2.16） pmol/L、9.35（6.8~18.46） pmol/L和12.24（2.60~50.04） pmol/L.受陆源输入、水团和生物活动释放的影响,表层海水中CH₃I、CH₂Br₂和CHBrCl₂的浓度分布呈现近岸高远海低的趋势,CHBr₂Cl和CHBr₃浓度呈现点状分布.相关性分析发现CHBr₃和Chl-a存在显著相关性,推断浮游植物生物量可能影响CHBr₃的浓度分布.大气中CH₃I、CH₂Br₂、CHBrCl₂、CHBr₂Cl和CHBr₃浓度平均值及范围分别为3.52×10^-12（1.72×10^-12~10.00×10^-12）、3.82×10^-12（0.20×10^-12~34.95×10^-12）、1.40×10^-12（0.46×10^-12~6.18×10^-12）、1.55×10^-12（0.16×10^-12~4.66×10^-12）和6.63×10^-12（2.20×10^-12~11.61×10^-12）.受陆源气团输送、生物生产和气象条件的共同影响,春季大气中5种短寿命挥发性卤代烃浓度分布较为复杂.海-气通量的估算结果表明春季东海是大气中CH₃I、CH₂Br₂、CHBrCl₂、CHBr₂Cl和CHBr₃的源.     

2019年5月上海复合污染过程中挥发性有机物的污染特征及来源

本研究基于2019年5月上海市臭氧（O₃）和细颗粒物（PM_2.5）复合污染期间获得的城区大气中挥发性有机物（VOCs）的观测结果,分析了大气中VOCs的污染特征及其与二次生成的关系,同时解析了气团的潜在来源及VOCs的人为源贡献.结果表明,2019年5月上海市O₃与PM_2.5共出现4次污染过程,在平均气温约26℃,相对湿度约40%左右的气象条件下,发生了PM_2.5和O₃同步超标的复合污染现象.VOCs光化学消耗程度与O₃最大净增长量呈现明显的正相关,二次有机气溶胶生成潜势（SOA_P）与PM_2.5日均值呈现明显的正相关.VOCs物种中对臭氧生成有重要贡献的关键活性组分为：间/对-二甲苯、乙烯、甲苯、丙烯和邻-二甲苯等,在臭氧污染日,乙烯和丙烯等关键活性组分的臭氧生成潜势（OFP）百分比贡献进一步加强;对二次有机气溶胶（SOA）有重要贡献的关键活性组分为：甲苯、间/对二甲苯、乙苯、邻-二甲苯和1,2,3-三甲苯,在PM_2.5污染日,甲苯、乙苯、邻-二甲苯和1,3,5-三甲苯等关键活性组分的SOA_P的百分比贡献会进一步加强.     

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.     

连云港市挥发性有机化合物的组分特征及来源解析

挥发性有机化合物(VOCs)是臭氧和颗粒物等的重要前体物,对空气质量的影响尤为显著.为研究连云港市VOCs的组分特征和来源,选择4个国控点开展春、夏和秋季典型日的VOCs采样和分析,计算VOCs不同组分对臭氧生成的影响,利用正交矩阵因子分解法(PMF)解析VOCs的来源.结果表明,春季VOCs浓度为27.46×10~(-9)～40.52×10~(-9),夏季为45.79×10~(-9)～53.45×10~(-9),秋季为38.84×10~(-9)～46.66×10~(-9);含氧化合物的浓度占比为41%～48%,在各个季节均为最高,浓度水平较高的VOCs物种是丙酮、丙烯醛和丙醛等,异戊二烯的浓度在夏季较高;一般而言VOCs浓度09:00高于13:00,其中丙烯醛、乙烯和二氯甲烷的变化较大;含氧化合物的臭氧生成潜势(OFP)最高,其次是芳香烃和烯烃类,烷烃的OFP最小,OFP较高的VOCs物种是丙烯醛、丙烯和乙烯等;影响连云港市VOCs的来源主要有工业源(49%)、溶剂使用源(23%)、交通源(14%)、涂料使用源(10%)和天然源(4%).需重点关注连云港市VOCs中浓度水平和OFP均较高的含氧化合物,重点控制工业源对VOCs的影响.     

白洋淀水体挥发性有机物污染特征与风险评价

为研究白洋淀水体中挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)污染现状,于2016年3月在白洋淀采集15个水体样品,采用吹扫捕集-气相色谱-质谱法分析了54种VOCs的浓度,对其分布特征和健康风险进行讨论,并尝试利用综合污染指数法对白洋淀水体VOCs污染情况进行评估.结果表明:(1)白洋淀水体中共有14种VOCs被检测出来,其中二氯甲烷、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、1,3,5-三甲基苯检出率为100%,二甲苯浓度最高,平均值为564.9 ng·L~(-1);三氯乙烯浓度最低,平均值仅为3.3 ng·L~(-1),检出率为13.3%.(2)白洋淀水体中VOCs总浓度在423.0~4 207.8 ng·L~(-1)之间,苯系物是主要污染物,主要来源可能是上游污水处理厂的出水、工业废水以及城市内机动车尾气的排放.(3)健康风险评价显示白洋淀水体中VOCs不会对人体产生致癌和非致癌风险;VOCs综合污染指数显示白洋淀水体中VOCs处于清洁水平.     

青霉素发酵尾气VOCs污染特征及健康风险评价

青霉素是制药行业中应用最广、历史最长的抗生素.青霉素属于生物发酵类药物,在其生产过程中会产生大量发酵尾气,其中所含有的挥发性有机物(VOCs)对环境造成了严重影响.本文从现状调研、现状监测和健康风险评估这3个方面研究了发酵尾气的污染特性,结果表明,在青霉素发酵尾气中共检测到23种VOCs,其中主要包括:乙酸乙烯酯、三氟三氯乙烷、二氯四氟乙烷、二氯甲烷等;在升温阶段、保压阶段、降温阶段和发酵阶段这4个阶段中氯代烃类所占比例最大(24.63%~78.83%),其次是酯类(11.16%~52.40%),这两类物质总量和占总挥发性有机物(VOCs)含量的90%以上;应用健康风险评估的模型对检测出的VOCs做污染水平分析,发酵尾气的非致癌风险值为4.98×10-5a-1,通过浓度梯度扩散法估算风险值远低于国际辐射防护委员会推荐的最大可接受水平(5×10-5a-1),不会对暴露人群造成非致癌危害,但发酵尾气中的VOCs对人群存在致癌影响,其中对人体造成健康危害的主要是1,3-丁二烯、二氯甲烷、氯甲烷、四氯化碳、苯、1,1-二氯乙烷.