典型化工行业有害VOCs排放清单及长三角地区应用

以美国加州和中国台湾有害挥发性有机物(HVOCs)排污收费物种为依据,筛选8种HVOCs物种,分别为苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、二氯甲烷、1,1-二氯乙烯和三氯乙烯,通过排放因子法,建立了2014年的长三角地区典型化工行业总VOCs排放清单,VOCs排放量为13. 55万t,结合工艺源项HVOCs物种排放占比,建立了长三角地区典型化工行业的HVOCs排放清单,2014年排放量HVOCs约为5. 24万t,其中占比最高的HVOCs物种为二氯甲烷和苯,HVOCs占VOCs排放较大的工艺源项为聚氨酯类树脂、烷基苯、乙苯、丙烯酸树脂、氯苯、乙苯、环己酮、乙烯及聚苯乙烯等的生产.     

汽车涂料生产环节VOCs的排放特征及安全评价

选择某汽车涂料的生产车间为研究对象,根据汽车涂料生产工艺的不同环节,在3个生产车间选定了8个采样点,用气质联用仪分析了汽车涂料车间内不同生产环节的挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)的种类及浓度水平,并通过比较各种VOC的浓度与国家卫生部规定的工作场所有毒物质职业接触限值中短时接触容许浓度,对车间工人健康的影响进行了评价.结果表明,汽车涂料生产车间内共检测出15种主要的VOCs,包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基异丁基酮、丙二醇甲醚醋酸酯、三甲苯、乙二醇丁醚等,其浓度检出范围为0.51~593.14 mg·m-3.生产车间各生产环节处TVOCs浓度显著不同,同一生产环节不同批次的气体样品中VOCs浓度也存在较大差异.二甲苯和乙酸丁酯是生产车间室内空气的主要VOCs.在生产高峰期部分VOCs浓度超过了工作场所有毒物质职业接触限值,需采取相应控制措施以保障工人健康.     

废旧有机玻璃再生利用行业挥发性有机物(VOCs)排放特征研究

以浙江省湖州某镇的废旧有机玻璃裂解再生行业污染整治为例,通过选取4家具有代表性的废旧有机玻璃裂解再生企业,对其整治后排放的工艺废气和厂界空气中特征污染物浓度进行监测,分析其与国内外现有标准限值的符合性,并评估其厂界特征污染物产生的人体健康风险,为建立该行业地方污染物排放标准提供依据.结果表明,废旧有机玻璃再生行业排放废气成分主要为甲醇和甲基丙烯酸甲酯,且后者存在超标的情况;虽然厂界空气中的臭气浓度基本超过了现行的国家标准,但其特征污染物基本不会对人体健康产生较大的危害.另外,根据现有企业的实际情况,以较先进治理技术为依据,并参考国内外相关标准的基础上,建议该行业地方标准中甲醇、甲基丙烯酸甲酯及臭气浓度指标现有/新建(无组织)限值分别为45/30(0.5)mg·m-3、30/25(0.5)mg·m-3及1 000/800(20).     

上海市春季臭氧和二次有机气溶胶生成潜势的估算

利用在线气相色谱-氢火焰离子化(GC-FID)监测系统对上海市市区和郊区的55种挥发性有机物(VOCs,C2~C12)进行了自动连续监测,结合最大臭氧生成潜势量(ΦOFP)和气溶胶生成系数(FAC)对上海市春季市区和郊区的臭氧和二次有机气溶胶(SOA)的生成潜势进行了估算.结果表明上海市春季市区VOCs体积分数为33.9×10-9,烷烃、烯烃和芳香烃的体积分数分别为:14.7×10-9、9.3×10-9和7.7×10-9;郊区VOCs体积分数水平为20.2×10-9,烷烃、烯烃和芳香烃的体积分数分别为:4.3×10-9、1.8×10-9和13.9×10-9;用最大臭氧生成潜势量(ΦOFP)对春季市区和郊区ΦOFP进行评估,结果表明上海市春季市区和郊区VOCs各组分的ΦOFP分别为247.6μg·m-3和422.9μg·m-3,市区VOCs的ΦOFP为郊区的0.58倍;市区烷烃和烯烃的ΦOFP分别为郊区的2.2和2.1倍,而市区芳香烃的ΦOFP却仅为郊区的0.34倍;此外,利用气溶胶生成系数(FAC)对上海市春季市区和郊区SOA的生成量进行估算,结果显示市区和郊区的SOA生成潜势量分别为2.04μg·m-3和4.04μg·m-3,其中市区烷烃和芳香烃的SOA生成量分别占总SOA生成潜势的13.2%和86.8%,郊区烷烃和芳香烃的SOA生成量分别占总SOA生成潜势2.7%和97.3%;说明上海郊区SOA生成潜势量为市区的2倍,SOA生成贡献较大的前体物主要为芳香烃和高碳烷烃.     

南京北郊大气VOCs体积分数变化特征

利用2011-03-01~2012-02-29南京北郊大气VOCs观测资料,对大气VOCs体积分数的时间序列变化特征、光化学活性差异和来源特征进行了研究.结果表明,VOCs体积分数平均为43.52×10-9,并呈现夏季高,冬季低的季节变化.VOCs体积分数呈现夜间高,白天低的日变化特征.VOCs体积分数夜间呈现夏季>秋季>春季>冬季,白天呈现冬季>夏季>春季>秋季.VOCs日变化幅度秋季最大,冬季最小.烷烃和烯烃日变化幅度最大值出现在秋季,芳香烃和炔烃日变幅最大值出现在春季.采用丙烯等量体积分数方法表示,VOCs物种中烯烃含量最高,芳香烃次之,烷烃最小.T/B、E/B和X/B比值平均值分别是1.23、0.95和0.81,反映出影响观测点的气团呈现一定老化程度.以3-甲基戊烷作为机动车排放典型示踪物,估算得到乙烯、甲苯和间,对-二甲苯分别有85%、71%和82%来自非机动车源.     

基于Tanks 4.0.9d模型的石化储罐VOCs排放定量方法研究

石化储罐VOCs排放是石化行业重要的VOCs排放源之一.为了掌握石化储罐VOCs的排放情况,研究了基于Tanks4.0.9d模型计算各种类型储罐VOCs排放量的方法,并对卧式固定顶罐、立式固定顶罐、内浮顶罐和外浮顶罐的VOCs排放量进行了实例计算.同时,探讨了在国内使用Tanks 4.0.9d模型时需要考虑的所在地气象数据、储罐密封情况、储存物质的参数选择及参数单位换算问题.Tanks 4.0.9d模型可以作为一种方便且准确性较高的石化储罐VOCs排放定量方法在国内推广使用.     

微量臭氧强化生物滴滤降解甲苯性能研究

生物滴滤(BTF)是目前废气生物处理研究和应用最多的工艺,其长期运行填料层堵塞和运行性能恶化是该技术工程应用面临的共性科学技术难题.本研究提出利用微量臭氧化调控生物膜相,进而强化反应体系长期稳定运行.结果表明,生物滴滤塔间歇通入40 mg·m-3的微量臭氧,可延长反应体系的运行周期(本实验运行180 d),并保证甲苯去除率维持在80%以上,最大去除负荷达到95 g·(m3·h)-1,矿化率达到87.1%.O3-BTF的上、下段最大AWCD值分别为0.90、1.08,明显高于BTF体系,表明微量臭氧在运行后期可明显改善生物膜的代谢活性.床层特性与平均生物量表明,BTF和O3-BTF运行后期,平均生物量分别为36.59 mg·g-1和29.12 mg·g-1,床层孔隙率分别为55%和60%,压降分别为103.2 Pa和44.1 Pa.上述实验结果表明,生物滴滤降解甲苯长期运行过程中,微量臭氧能有效控制填料层堵塞和运行性能恶化,维持生物滴滤塔长期高效运行,并且对甲苯的去除和矿化具有一定的强化作用.     

2015年南京市城区挥发性有机物组成特征及大气反应活性

采用GC-FID自动在线监测系统对南京市2015年环境大气中56种VOCs开展了为期1a的连续观测.结果表明,南京市城区大气VOCs小时平均体积分数为（17.49±11.35）×10^-9,其中4月最高（22.21×10^-9）,7月最低（12.39×10^-9）,日均体积分数变化特征不明显.烷烃、烯烃、芳香烃和乙炔占比分别为56.51%、11.06%、24.62%和7.81%,丙烷（15.26%）、乙烷（14.14%）、乙炔（7.81%）、甲苯（6.97%）、正丁烷（6.23%）、乙烯（5.23%）、异丁烷（4.34%）、丙烯（4.13%）、异戊烷（4.12%）和间/对-二甲苯（4.06%）是含量最丰富的VOCs物种.T/B（甲苯/苯）均值为2.02,表明南京市城区大气VOCs主要受机动车尤其是汽油车排放的影响.E/E（乙烷/乙炔）均值为2.24,表明观测站点区域大气老化程度较严重.利用·OH消耗速率（L^·OH）和臭氧生成潜势（OFP）评估了大气VOCs的反应活性.南京市城区大气VOCs冬春季大气反应活性较夏秋季强.芳香烃和烯烃的活性最高,对L^·OH和OFP的贡献依次为46.96%和41.58%、33.73%和39.86%,丙烯、乙烯和二甲苯等苯系物是活性最高的VOCs物种.     

基于SOA转化机制的沧州市重点企业秋冬季大气污染模拟

基于沧州市2016年排放清单筛选出120家重点企业,采用重新编译代码后的CALPUFF空气质量模型,模拟了2017年秋冬季不同程度污染天气下120家重点企业PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂及二次生成硫酸盐、硝酸盐、二次有机气溶胶（SOA）的污染情况.结果表明,120家重点企业PM_2.5、PM₁₀、SO₂和NO₂秋冬季平均模拟浓度占平均观测浓度的比例分别为：3.3%、5.7%、5.6%和2.9%;一次排放的PM₁₀主要集中在沧州市西南部和东南部,二次转化的SOA、硫酸盐和硝酸盐主要集中在主城区和东南部;PM_2.5中SOA平均占比约为27.3%,重污染时段比例上升为29.0%;PM_2.5中烷烃气溶胶、甲苯气溶胶、二甲苯气溶胶和多环芳烃（PAH）气溶胶占比分别为：12.1%、6.0%、7.0%和2.2%.120家重点企业精细化模拟结果显示,重污染天气以上120家重点企业的PM_2.5贡献浓度为3.02μg·m^-3,占沧州市"三年作战计划"要求2018年下降浓度（6.00μg·m^-3）的50%;PM_2.5浓度贡献较大的企业包括某石油化工股份有限公司沧州分公司（0.41μg·m^-3）、某碳素有限公司（0.29μg·m^-3）、某石化股份有限公司聚海分公司（0.26μg·m^-3）、沧州某肥业有限公司（0.23μg·m^-3）、沧州某大化有限责任公司（0.19μg·m^-3）等,主要位于新华区、沧县和渤海新区.本研究可为开展秋冬季每一家重点企业的错峰生产和应急减排提供科学依据.     

石家庄市挥发性有机物和臭氧的污染特征及源解析

为研究石家庄市挥发性有机物（VOCs）的化学特征和污染来源,于2017年3月至2018年1月取3个国控点进行环境VOCs的罐采样及分析,并结合臭氧（O₃）及气象数据进行相关性分析,采用正交矩阵因子模型（PMF）开展溯源解析;为确定夏季O₃的污染周期,利用小波分析研究其时序特征.结果表明,石家庄市采样期间VOCs浓度为（137.23±64.62）μg·m^-3,以卤代烷烃（31.77%）、芳香烃（30.97%）和含氧VOCs（OVOCs,23.76%）为主.采样期间VOCs的季节变化为：冬季（187.7 μg·m^-3） > 秋季（146.8 μg·m^-3） > 春季（133.24 μg·m^-3） > 夏季（107.1 μg·m^-3）,空间特征呈自西向东逐渐增加的格局.监测期内O₃与VOCs、NO₂呈显著负相关,与温度、日照时数、风速和能见度呈正相关.在夏季O₃≤ 160 μg·m^-3时,6月应关注气温开始上升后4~5 d的气象条件变化,而7~8月需关注7~8 d后的气象变动.PMF溯源解析了6个VOCs的来源,依次为：汽油车排放源（24.78%）、柴油车排放源（24.69%）、溶剂使用源（18.64%）、化工生产排放源（11.87%）、区域背景（10.84%）及制药工业生产排放源（9.17%）;其中汽油车和柴油车排放源的O₃生成潜势（OFP）贡献（54.98%）超过一半.因此,石家庄市夏季O₃削减的关键是控制交通及工艺过程源的排放.