工业VOCs气体处理技术应用状况调查分析

在调研大量工业VOCs气体处理工程案例的基础上,分析了不同工业VOCs气体处理技术的应用状况,包括不同处理技术在国内外的市场占有率、处理气体流量、VOCs浓度、VOCs种类以及所应用的行业等.结果表明,催化氧化、吸附、生物法是应用较多的VOCs处理技术.冷凝、膜分离和吸附工艺多用于处理浓度大于10000mg/m3的VOCs气体,并可回收VOCs;催化燃烧、热力燃烧工艺多用于处理浓度2000~10000 mg/m3且不具回收价值的VOCs气体;生物处理、等离子体多用于处理浓度低于2000mg/m3的VOCs气体.在进行VOCs处理技术选择时,应综合考虑VOCs气体特性(VOCs浓度、流量、温湿度、颗粒物含量)、VOCs处理技术的技术经济性能、排放标准等因素.     

Volatile organic compounds of Acacia longifolia and their effects on germination and early growth of species from invaded habitats

Acacia longifolia, a highly invasive species that invades coastal ecosystems in Mediterranean areas, produces significant impacts at different scales. Abundant foliage and thick canopies create a dense atmosphere that led us to hypothesise that the release of volatile organic compounds (VOCs) could play a role in the reduction of biodiversity observed in invaded areas. Therefore, we suggested that VOCs emitted by A. longifolia could exert inhibitory effects on physiological and biochemical parameters of native species. Using glass chamber bioassays, we evaluated the effect of aerial contact between VOCs from different plant parts of A. longifolia material and some native species. Volatile chemical composition was further analysed using GC-MS. Our results indicated that VOCs produced a notably reduction of seed germination. Furthermore, volatiles from leaves and flowers significantly decreased root length, shoot length and biomass for all species. Proline and malondialdehyde content did not significantly increase after contact with VOCs. Finally, chemical profile of VOCs from flowers, leaves and litter was significantly different, both qualitatively and quantitatively. As far as we know, our results constitute the first evidence of phytotoxicity induced by VOCs from A. longifolia, suggesting that flowers and leaves could influence its surrounding environment through VOCs release.     

汽油车技术发展对尾气排放影响研究进展

近年来,汽油车尾气排放已成为城市大气污染的主要来源之一.为减少油耗、温室气体和大气污染物的排放,汽油直喷技术(GDI)、醇类燃料替代以及混合动力系统等新兴技术被应用到汽车产品中,该研究对GDI发动机汽车、醇类燃料车和混合动力车的颗粒物(PM)、氮氧化物(NO_x)、总碳氢化合物(THC)的排放研究进行梳理和总结,综合评估先进动力技术和醇类燃料的环境影响.结果表明:GDI汽油车的PM排放因子为进气道喷射(PFI)汽油车的1.2~5倍,加装汽油颗粒物捕集器(GPF)后GDI汽油车的PM排放大幅下降,同时具备催化能力的GPF可减少NO_x和THC排放.与汽油车相比,乙醇燃料车PM排放量减少了35%~56%,尾气THC排放减少了10%~44%,但挥发性有机物(VOCs)蒸发排放增加了20%~41%,其主要来自于日呼吸损失.各类型车辆的NO_x排放差异较小,比较结果存在一定的不确定性.混合动力车相比传统内燃机汽车污染物减排优势明显,可积极推广其在公共交通和私家车队中的应用.建议今后研究应着重关注以下几个方面:①GDI和混合动力车在实际条件下排放污染物的环境影响;②醇类燃料车VOCs蒸发排放控制技术及相关法规标准的完善;③新兴技术汽油车排放污染物的生成机理及其影响因素.      

基于含VOCs原辅材料和产污环节实测的印刷行业VOCs排放特征分析

为掌握印刷行业VOCs(挥发性有机化合物)污染特征,进一步科学合理地推进印刷行业VOCs减排,利用“气袋法采样+实验室FID检测”以及便携式非甲烷总烃测试仪对京津冀地区25家典型印刷企业VOCs排放情况进行检测.基于21类含VOCs原辅材料的VOCs含量及时应使用环节废气VOCs浓度的监测结果,得出不同类型原辅材料VOCs含量水平,以及产污环节的VOCs废气浓度水平.结果表明:①油墨VOCs含量范围为0.05%~76.9%,胶印油墨、凹印油墨、柔印油墨和网印油墨符合GB 38507—2020《油墨中可挥发性有机化合物(VOCs)含量的限值》中含量限值的样品数分别占抽检样品总数的98.3%、85.7%、66.7%和100.0%,VOCs含量水平差别较大.②润版液、清洗剂、胶粘剂、光油等原辅材料VOCs含量水平分别为0.4%~45.0%、3.0%~98.7%、0.1%~60.0%、0.1%~50.0%,其中溶剂型样品VOCs含量明显高于水性、UV样品.③从生产过程VOCs产污水平来看,同类工艺的烘干环节VOCs产污浓度普遍高于印刷、清洗、润版等环节;采用溶剂型油墨、胶粘剂、光油的生产工艺VOCs产污浓度(100.0~5 000.0 mg/m3)明显高于其他工艺类型(10.0~500.0 mg/m3);VOCs产污浓度最高的为采用溶剂型油墨的凹版印刷工艺(300.0~5 000.0 mg/m3),其次为采用溶剂型胶粘剂的干式复合工艺(300.0~1 000.0 mg/m3)和采用溶剂型光油的上光工艺(200.0~1 000.0 mg/m3).研究显示,平版胶印、柔印、丝印、复合、上光等工艺均可通过源头替代达到较低的VOCs产污浓度水平(≤50.0 mg/m3),但凹印工艺在采用水性墨替代后VOCs产污浓度水平为50.0~500.0 mg/m3,仍需采取高效的末端处理措施.      

广东省家具行业基于涂料类型的VOCs排放特征及其环境影响

为掌握不同涂料类型废气之间的排放差异,基于溶剂型、水性、溶剂型辐射固化（ultra-violet,UV）、水性UV和粉末等不同涂料类型,选取典型家具制造企业进行废气采样,对比研究不同涂料类型废气挥发性有机物（volatile organic compounds,VOCs）排放浓度和组分差异,并对不同涂料类型废气的臭氧生成潜势（ozone formation potential,OFP）和二次有机气溶胶生成潜势（secondary organic aerosol formation potential,SOAFP）进行分析.结果表明,溶剂型涂料废气的总挥发性有机化合物（total volatile organic compound,TVOC）浓度、OFP和SOAFP均高于水性、溶剂型UV、水性UV和粉末涂料废气.不同涂料类型有组织废气VOCs浓度水平和组成差异较大.溶剂型涂料和溶剂型UV涂料废气以芳香烃和含氧挥发性有机物（oxygenated volatile organic compounds,OVOCs）为主,芳香烃的占比分别为41.91%~60.67%和42.51%~43.00%,OVOCs的占比分别为24.75%~41.29%和41.34%~43.21%.水性涂料、水性UV涂料和粉末涂料废气中VOCs占比最高的是OVOCs,占比分别为54.02%~62.10%、55.23%~64.81%和42.98%~46.45%.溶剂型涂料废气的主要组分为苯乙烯（14.68%）,水性涂料废气的主要组分为甲缩醛（14.61%）,溶剂型UV涂料和水性UV涂料废气的主要组分均为乙酸丁酯（15.36%和20.56%）,粉末涂料废气的主要组分是3-乙氧基丙酸乙酯（20.19%）.芳香烃对溶剂型涂料和溶剂型UV涂料废气的OFP贡献最大,分别为79.84%和80.32%.水性涂料和水性UV涂料废气OFP的主要贡献者是芳香烃（51.48%和36.71%）和OVOCs（42.30%和41.03%）.芳香烃（43.46%）、OVOCs（28.06%）和烯烃（25.24%）是粉末涂料OFP的主要贡献者.芳香烃是溶剂型涂料、水性涂料、溶剂型UV涂料、水性UV涂料和粉末涂料废气SOAFP的绝对贡献者,占比均超过99%.     

工业源VOCs污染防控对策案例研究

挥发性有机物(VOCs)已经与氮氧化物(NOx)、颗粒物等成为我国典型城市群的主要大气污染物,其中工业源VOCs排放量大,是珠江三角洲地区影响最大的一类VOCs排放源。由于VOCs种类繁多,来源及转化生成臭氧的机制复杂,为解决此类复杂的VOCs污染问题,文章以东莞市作为珠三角典型区域代表,归纳总结了VOCs防控措施,分析了工业源VOCs治理的难点,有针对性地提出相关的有效对策建议,以期为大气环境质量管理和决策提供有益帮助,也为全国其他城市的VOCs污染防控提供借鉴。     

区域联防联控挥发性有机物(VOCs)最优减排方案研究

VOCs区域性联防联控治理是当前彻底治理VOCs污染的有效手段,为了实现VOCs区域性联防联控治理,建立了以减排总量最大、减排成本最低、VOCs减排限产产生的经济影响最小为目标的多目标最优减排模型,提出了基于自适应变异率的分解多目标进化算法（Decomposition Multi-objective Evolutionary Algorithm based on Adaptive Mutation Rate,简称MOEA/DAMA）.选取关中某城市群为研究对象,将VOCs的排放数据代入到最优减排模型中,运用MOEA/DAMA算法对其求解.根据最终的优化结果与MOEA/D初始算法和NSGA-Ⅱ优化算法的优化结果进行对比,结果表明MOEA/DAMA相较于NAGA-Ⅱ和MOEA/D的Pareto解的分布性更广、解的收敛性更高.在对Pareto解的分析上融入决策者的根据实际情况的权衡,计算出更合理的VOCs最优减排方案,为长效科学治理VOCs污染提供借鉴.     

石化企业VOCs无组织排放源强的反演模拟

针对石化行业面源无组织排放VOCs难以准确定量的问题,建立了基于开路式傅里叶变换红外光谱技术(OP-FTIR)的面源污染源源强反演模型,并进行了现场模拟试验。试验结果表明,风向、风速、大气稳定度、监测距离、数据处理周期等都是影响反演模型准确性的重要灵敏度参数。以反演源强Q_P与实际排放量Q的比值(Q_P/Q)为量化指标,对各影响因素进行优化处理,确定了构建反演模型适用的边界条件。当各灵敏度参数稳定于适用边界条件之内时,Q_P/Q为0.85~0.90。     

炼焦过程排放挥发性有机物的排放特征和组成分布研究

为控制炼焦排放以及为预防城市大气污染提供可靠的污染源数据支持,利用不锈钢采样罐和全自动预浓缩/GC/MS系统,研究了58-Ⅱ型和JN43-80型焦炉在装煤时刻和炼焦过程(包括装煤时刻)中挥发有机物(VOCs)的排放特征及其组成分布,分析了焦化行业排放VOCs的反应活性。研究发现,在装煤时刻和炼焦过程中,58-Ⅱ型焦炉产生的总挥发性有机物(TVOCs)浓度分别为7022μg/m~3和6266μg/m~3;JN43-80型焦炉产生的TVOCs浓度分别为4185μg/m~3和3298μg/m~3。装煤时刻产生的TVOCs浓度明显高于炼焦过程产生的。炼焦过程无组织排放的VOCs包含烯烃、烷烃、芳香烃、卤代烃以及少量的醛和酮,其中乙烯、乙烷、丙烯、苯、甲苯等为主要成分。这些产生的VOCs反应活性各不相同,活性最大的是烯烃类物质,其活性占TVOCs反应活性比重为(86.2±2.1)%;其次是芳香烃类物质,其活性比重为(9.2±3.1)%;反应活性最大的5个物种分别是丙烯、乙烯、1,3-丁二烯、1-丁烯以及苯乙烯。     

宝鸡市夏季不同功能区挥发性有机物污染特征及健康风险评价

关中地区大气臭氧污染近年呈加剧趋势,研究城市不同功能区VOCs污染特征及其健康风险至关重要.夏季在宝鸡市交通区、综合区、工业区和风景区（对照点）设置4个采样点,利用气相色谱-质谱/氢火焰离子检测器联用（GC-MS/FID）和高效液相色谱（HPLC）检测了115种挥发性有机物（VOCs）,分析了不同功能区的污染特征,通过臭氧生成潜势（OFP）、·OH消耗速率（L_·OH）和二次气溶胶生成潜势（SOAFP）评估其环境影响,并计算毒性VOCs的危害指数（HI）和终生致癌概率（LCR）.结果表明,采样期间交通区、综合区、工业区和风景区的φ（TVOCs）平均值分别为（59.63±23.85）×10^-9、（42.92±11.88）×10^-9、（60.27±24.09）×10^-9和（55.54±7.44）×10^-9,其中交通区烷烃占比最高,其它功能区均为含氧挥发性有机物（OVOCs）占比最高;不同功能区乙醛、丙酮、正丁烷和异戊烷等均较为丰富.交通区、综合区、工业区和风景区的甲苯与苯比值（T/B）的均值分别为1.84、2.39、1.28和1.64,同时还存在较多低于1的时段,异戊烷与正戊烷比值（i/n）多数集中在1~4之间,表明宝鸡市VOCs受到机动车尾气和油气挥发、生物质和煤燃烧以及工业涂装和铸造等工业源的影响较大.4个功能区的间/对-二甲苯与乙苯的比值（X/E）均低于2,风景区最小为1.79,表明宝鸡市VOCs一定程度上受到区域传输的影响;根据甲醛与乙醛比值（C1/C2）和乙醛与丙醛比值（C2/C3）,表明醛酮类VOCs存在较明显的人为排放源且受到光化学反应的影响.各功能区OFP为：工业区>风景区>交通区>综合区,OVOCs和烯烃贡献大;各功能区L_·OH的范围为8.77~15.82 s^-1,工业区乙醛贡献最大,其它功能区异戊二烯贡献大;各功能区SOAFP为：风景区>综合区>交通区>工业区,甲苯、间/对-二甲苯和异戊二烯为关键物种.根据EPA的健康风险评价方法,各功能区的毒性VOCs的危害指数（HI）均低于1,处于可接受水平,但工业区HI>1的天数占总采样天数的42.86%,存在较大风险;交通区、综合区、工业区和风景区的终生致癌风险（LCR）分别为1.83×10^-5、1.21×10^-5、1.85×10^-5和1.63×10^-5,均处于评价体系的第Ⅲ等级,表明有较大可能的致癌风险,LCR超过10^-6的物种有：甲醛、乙醛、1,2-二溴乙烷、1,2-二氯乙烷、1,2-二氯丙烷和氯仿.