黄冈市大气挥发性有机物污染特征、来源及对臭氧生成的影响

基于黄冈市城区大气挥发性有机物（VOCs）离线采样数据和常规空气污染物、气象在线监测数据,分析了黄冈市大气VOC组分和体积分数特征,并利用正交矩阵因子分解（PMF）模型和耦合MCM机制的光化学反应箱式模型（PBM-MCM）分别分析了臭氧（O₃）污染高发期VOCs的来源及臭氧生成敏感性.结果表明,φ（TVOCs）平均值为（21.57±3.13）×10^-9,且呈现出冬春高、夏秋低的季节性特征,其中烷烃（49.9%）和烯烃（16.4%）的占比最大.PMF解析结果显示黄冈市大气VOCs主要来源为：燃料燃烧源（27.8%）、机动车排放源（19.9%）、溶剂使用源（15.7%）、工业卤代烃排放源（12.1%）、化工企业排放源（10.5%）、自然源（7.8%）和柴油车排放源（6.2%）.在人为源中,溶剂使用、燃料燃烧和化工企业排放的VOCs对大气环境中O₃生成的贡献较大,贡献了O₃生成的60.9%,故对O₃污染防控应优先管控这3种人为源.通过相对增量反应性（RIR）和经验动力学方法（EKMA）曲线分析,观测期间黄冈市O₃生成处于VOCs控制区,且间/对-二甲苯、乙烯、1-丁烯和甲苯等VOCs对O₃生成比较敏感,应重点削减以上VOCs的排放.     

基于边界观测的长三角某工业区O3来源特征

为研究上海某石化工业区臭氧来源特征,采用在线监测系统对该工业区O₃及其前体物和气象参数展开了为期3个月（2020年6~8月）的同步连续观测.采用TCEQ（Texas Commission on Environmental Quality）区域背景臭氧估算法和主成分分析两种方法研究工业区区域背景和本地生成O₃浓度贡献,并将两种方法进行对比分析.结果表明：①观测期间园区主导风向为东南风和东风,平均温度为27.12℃.ρ（VOCs-36）日均值为32.05~240.51μg·m^-3,烷烃浓度占比最大;ρ（NO_x）日均值为10.15~47.51μg·m^-3;ρ（O₃）为31.81~144.43μg·m^-3.②TCEQ法得出的区域背景O₃浓度[ρ_R（O₃）]为32.63~191.13μg·m^-3,本地生成O₃浓度[ρ_L（O₃）]为16.08~134.25μg·m^-3,区域背景占比ω（TCEQ）为32.6%~87.7%.主成分分析计算得出的区域背景[ρ_PCA-R（O₃）]为66.38~219.83μg·m^-3;③TCEQ法计算得出的本地生成O₃浓度变化基本能够与该园区内臭氧生成潜势的变化对应,两种方法具有良好的吻合效果,经验证结果具有可靠性;④剔除由于站点浓度异常情况带来的计算误差,观测期间区域背景O₃占比基本处于75%~95%范围内.综上,园区内O₃浓度组成以区域输送为主,应重点关注工业区周边城市的O₃污染治理,落实长三角区域联防联控措施.     

沈阳市挥发性有机物污染特征及反应活性

2019年对沈阳市大气挥发性有机物(VOCs)开展了为期l a的观测,并对得到的53种物种进行浓度特征以及反应活性的研究.结果表明,观测期间沈阳市VOCs平均浓度为65.33 μg·m-3,烷烃、烯烃和芳香烃质量分数分别为62.44％、16.52％和19.32％.浓度排名前10的物种主要是C3～C5的烷烃、烯烃和部分芳香烃,累计占VOCs总浓度的64.13％.大气中烷烃、烯烃和芳香烃浓度均表现为双峰型的日变化特征,峰值分别出现在06:00～08:00和19:00～20:00,最低点出现在14:00～15:00;月变化上,该地ρ(VOCs)分别在12月和5月达到最高值(136.44μg.m-3)和最低值(35.61 μg·m-3);VOCs表现出明显的季节变化特征,即冬季＞秋季＞夏季＞春季,且烷烃、烯烃和芳香烃均随季节表现出增加趋势.通过特征值甲苯/苯(T/B)研究发现,沈阳春季VOCs主要来源于交通源和采暖源,夏季主要来源机动车尾气以及溶剂挥发,秋冬季主要受生物质燃烧和煤燃烧等排放源的影响.通过对反应活性分析,燃烧源是沈阳市控制臭氧污染的关键,丙烯、乙烯和1-己烯是沈阳市大气VOCs中反应活性最高的物种.     

合肥市典型臭氧污染特征及成因分析

综合利用环境空气质量常规监测、挥发性有机物(VOCs)在线监测,以及后向轨迹聚类分析、权重潜在源区分析和正交矩阵因子分解法等多种监测分析方法,基于合肥市经历的一次典型臭氧(O₃)污染过程(2020年9月1—10日),系统分析了合肥市O₃污染的典型特征及成因。结果显示,此次污染过程的O₃小时平均浓度高达96 μg/m³,且O₃浓度波动较大,在9月6日13:00达到了224 μg/m³,呈现出快速生成、快速消耗的污染特征,并在夜间呈现出非典型的二次峰值过程。污染期间,合肥市基本处于VOCs控制区,芳香烃对O₃生成潜势的贡献最大(45.2%),其次是烷烃(31.8%)和烯烃(21.5%);污染阶段的VOCs主要来自机动车排放源(44.1%)、燃烧源(21.3%)、工业源(15.3%)、溶剂使用源(12.4%)和天然源(6.9%),累积阶段和污染阶段均受机动车尾气排放和溶剂使用的影响较大。此外,台风外围下沉气流和高温、低湿、低风速等气象条件是引发此次O₃污染过程的主要外因,而合肥市周边的高污染区域则是此次O₃污染过程的潜在外部源区。     

遂宁市夏季大气挥发性有机物污染特征及来源解析

2019年7-8月在四川省遂宁市实验学校、遂宁中学、金鱼小学、石溪浩4个点位同步开展为期20d的挥发性有机物(VOCs)离线观测,分析了遂宁市VOCs浓度时空分布特征、臭氧生成潜势(OFP)和VOCs主要来源。遂宁市TVOC体积浓度为39.4×10^-9,占比较高的组分为OVOCs和烷烃,体积浓度分别为15.6×10^-9和13.3×10^-9,占比分别为39.5%和33.6%。遂宁中学、金鱼小学、石溪浩24 h平均体积浓度分别为29.8 ×10^-9、58.4 ×10^-9、30.0×10^-9;加密点实验学校的小时平均浓度为22.9×10^-9。遂宁市总OFP为166.7 μg/m³,占比最大的为烯烃(33.1%)。实验学校、遂宁中学、金鱼小学、石溪浩OFP浓度分别为101.2、134.4、243.6、122.1 μg/m³。金鱼小学采样点位于工业园区下风向,受工业园区企业排放源影响,VOCs浓度和OFP值均明显高于其他点位。PMF模型源解析结果表明:遂宁市VOCs来源占比最大的为工业排放源,达32%;其次为机动车尾气源、燃烧源,占比均达17%;油气挥发源、天然源、溶剂使用源分别占13%、11%、10%。工业源、机动车尾气来源占比最高的均是金鱼小学,分别为39%、30%;天然源占比较高的是实验学校(13%)和石溪浩(10%)。     

淄博市城区臭氧超标期间的VOCs污染特征与来源解析

近年来,我国城市的臭氧（O₃）污染问题日益突出.挥发性有机物（VOCs）是O₃生成的重要前体物,因此,了解VOCs主要特征以及来源对控制O₃污染具有重要意义.于2019年5～9月在淄博市开展了在线VOCs观测,共计监测56个物种.观测期间,O₃超标率为67.8%,ρ（VOCs）平均值为140.71μg·m^-3,O₃超标日的VOCs浓度为非超标日的1.04倍.从VOCs组分结构上看,浓度从高到低依次为：芳香烃>烷烃>烯烃>炔烃.其中1,3,5-三甲苯、邻-乙基甲苯、 1-丁烯和正己烷为超标日和非超标日排放较高的物种.臭氧生成潜势（OFP）中芳香烃和烯烃贡献较大.由PMF源解析结果得出,该城区VOCs来源主要包括机动车源、固定燃烧源、溶剂使用源、工艺过程源和天然植物源,其中机动车源为该城区最主要的VOCs来源.此外,O₃超标日的机动车源占比为32.3%,固定燃烧源占比为24.2%,相比于非超标日分别升高了3.3%和6.9...     

预设V形缺口的单向拉伸岩样变形-开裂过程模拟——基于连续-非连续方法

利用自主开发的连续-非连续方法,通过在岩样左、右两侧预设V形缺口,开展了拉伸位移控制加载条件下岩样变形-开裂过程的数值模拟研究。研究发现:在节点分离前,最大主应力集中于V形缺口尖端附近;在节点分离后,最大主应力集中于裂缝尖端附近;岩样中节点分离是由外及里逐渐发生;由于岩样内部一定尺寸弹性核心的存在,即使岩样发生少许节点分离,岩样承载能力也不会下降,但刚度会劣化;在节点分离不久,分离节点的法向张开度和法向力均呈现一定的非线性,这可能与分离节点周围单元应力分布不均匀和未考虑切向力等因素有关;网格加密后,V形缺口的尺寸相应降低,这导致载荷-位移曲线的峰值提升,该曲线的峰前和峰后部分变陡;分离节点的法向张开度和法向黏聚力随时间的演变曲线几乎不存在网格依赖性。对文中的多种数值结果的正确性进行了检验。     

兰州市大气臭氧生成的敏感性分析及其前体物减排对策建议

兰州市是我国首个发现光化学烟雾事件的城市,其盆地地形、特殊的气象条件及较高的石化工业产业的排放,使得近年来臭氧浓度急剧上升.本论文基于兰州市2016—2019年4年的空气质量自动监测数据以及中国气象网站提供的温度、湿度、气压等气象参数,对兰州市大气臭氧（O₃）和其前体物（NO_x）污染的时空分布特征及城关城区和西固工业区的VOCs物种组成进行研究;利用HYSPLIT模型,通过大气的扩散、传输过程分析造成臭氧污染特征的原因;利用OZIPR模型绘制出臭氧等浓度曲线（EKMA）,对西固工业区和城关城区的敏感区进行了分析,结果表明城关城区的EKMA曲线的脊线VOCs/NO_x比值约为15∶1,臭氧敏感性属于VOCs控制区,而西固工业区EKMA曲线的脊线VOCs/NO_x比值约为25.6∶1,敏感性与历年的NO_x控制区不同,转变为VOCs控制区.同时,基于MIR法和Prop-Equiv法两种方法估算了各VOCs物种对臭氧生成的贡献,结果显示在夏、冬季烯烃均为主要的贡献物种.并识别出高反应活性VOCs物种,初步解析来源.最后针对城关城区和西固工业区分别提出了详尽的臭氧防控及其前体物的减排对策建议.     

饮用水含氮与含碳消毒副产物的生成潜能及其毒性

消毒副产物生成潜能测试常用于表征水中消毒副产物的前体物含量.不同于三氯甲烷等含碳消毒副产物,二卤代乙腈（DHANs）与二卤代乙酰胺（DHAcAms）等含氮消毒副产物在氯消毒的余氯存在下易分解,并且在氯胺消毒过程中可由氯胺提供氮源生成,因此常用于含碳消毒副产物的生成潜能测试方法（如Krasner提出的测试法）可能无法有效揭示DHANs与DHAcAms的前体物水平.本研究以三氯甲烷和氯醛两种含碳消毒副产物为对比,考察DHANs与DHAcAms在饮用水氯消毒与氯胺消毒过程中不同投氯量与反应时间下的生成量,识别最大生成量对应的消毒条件,以便更好地评估水样中DHANs与DHAcAms的前体物浓度.同时,对消毒过程中生成的这些挥发性消毒副产物进行毒性评价.结果显示,两个水样氯消毒的DHANs与DHAcAms生成量分别为6.19~40.08、1.34~15.75 nmol·mg^-1（mg^-1以TOC计）;氯胺消毒的DHANs与DHAcAms生成量分别为2.63~21.46、18.43~49.99 nmol·mg^-1.Krasner测试法条件下的DHANs与DHAcAms生成量均最低.在投氯量为TOC+8×NH₃-N、反应时间为24 h的氯消毒条件下,氯胺投加量20×TOC、反应时间为3 d的氯胺消毒条件下,两个水样具有最高水平的DHANs与DHAcAms生成量,并且消毒副产物毒性也高于Krasner法测试条件下的毒性水平.因此,氯消毒采用投氯量TOC+8×NH₃-N、反应时间24 h,氯胺消毒采用投加量20×TOC、反应时间3 d的生成潜能测试条件可能更好地揭示水中DHANs和DHAcAms的前体物浓度水平.     

珠江河水中N-亚硝胺生成潜能及其前体物来源解析

N-亚硝胺（NAs）是一类具有高毒性和强致癌性的消毒副产物,可由其前体物与消毒剂反应生成,广泛存在于水环境中.通过对NAs前体物进行有效的控制,能够抑制该类化合物的生成.该研究以珠江干流西江、北江和东江的河水为研究对象,采用GC-MS/MS检测河水氯胺化后NAs FP（NAs生成潜能）的含量及其空间分布情况,并基于主成分-多元线性回归分析（PCA-MLRA）方法对NAs前体物的来源进行解析.结果表明:①河水氯胺化后共检出六种NAs,即NDMA FP（NDMA生成潜能）、NMEA FP（NMEA生成潜能）、NDEA FP（NDEA生成潜能）、NPYR FP（NPYR生成潜能）、NMOR FP（NMOR生成潜能）、NDBA FP（NDBA生成潜能）,其含量平均值分别为19.4、33.3、3.2、5.3、2.6和3.0 ng/L,检出率分别为100%、3%、90%、84%、53%和84%.②与原水样相比,氯胺化后NDMA FP、NDEA FP、NPYR FP和NMOR FP的含量和检出率均显著增加,特别是NDMA FP与NPYR FP,且空间上的分布趋势表现为北江>西江>东江.③PCA-MLRA的结果显示,珠江干流河水中的NAs与其前体物91%来源于工业废水和养殖废水污染,而只有9%来源于农业活动和生活污水排放.研究显示,NDMA和NPYR两种化合物的前体物在珠江干流河水中占主导地位,工业废水和养殖废水的排放是珠江干流河水中NAs及其前体物的主要来源.