新疆油田采出水及脱水原油挥发性组分分析及其在土壤中的淋滤特性

为了分析油田采出水及原油淋滤液挥发性组分的特性,采用气相色谱质谱法测试了油田采出水及脱水原油淋滤液中的挥发性有机物(VOCs),并通过土柱试验考察了原油可溶组分通过不同土壤厚度后的浓度变化规律。结果表明:在油田采出水中测得92种可溶性VOCs,在脱水原油淋滤液中测得29种可溶性VOCs,经过10 cm厚度的土壤后溶解组分大部分被吸附。苯系物和萘是原油的主要溶解组分,可以作为油田地下水污染的主要研究对象,土壤对原油淋滤液中VOCs组分具有较强的吸附能力。     

Abatement of mixed volatile organic compounds in a catalytic hybrid surface/packed-bed discharge plasma reactor

In this study, post plasma-catalysis degradation of mixed volatile organic compounds (benzene, toluene, and xylene) has been performed in a hybrid surface/packed-bed discharge plasma reactor with Ag-Ce/g-Al₂O₃ catalyst at room temperature. The effect of relative air humidity on mixed VOCs degradation has also been investigated in both plasma-only and PPC systems. In comparison to the plasma-only system, a significant improvement can be observed in the degradation performance of mixed VOCs in PPC system with Ag-Ce/γ-Al₂O₃ catalyst. In PPC system, 68% benzene, 89% toluene, and 94% xylene were degraded at 800 J·L^–1, respectively, which were 25%, 11%, and 9% higher than those in plasma-only system. This result can be attributed to the high catalytic activity of Ag-Ce/γ-Al₂O₃ catalyst to effectively decompose O₃ and lead to generating more reactive species which are capable of destructing the VOCs molecules completely. Moreover, the presence of Ag-Ce/γ-Al₂O₃ catalyst in plasma significantly decreased the emission of discharge byproducts (NO_x and O₃) and promoted the mineralization of mixed VOCs towards CO₂. Adding a small amount of water vapor into PPC system enhanced the degradation efficiencies of mixed VOCs, however, further increasing water vapor had a negative impact on the degradation efficiencies, which was primarily attributed to the quenching of energetic electrons by water vapor in plasma and the competitive adsorption of water vapor on the catalyst surface. Meanwhile, the catalysts before and after discharge were characterized by the Brunauer-Emment-Teller and X-ray photoelectron spectroscopy.

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基于LHS-MC青岛市工业源VOCs排放清单及不确定性

采用自下而上法,逐一采集企业活动水平,抽样调查企业获取治理措施变量,使用优化后的排放系数法建立青岛市工业源VOCs排放清单,同时将MC和LHS方法联合,模拟单变量和多变量对VOCs清单不确定性影响.结果表明,2019年青岛市工业源VOCs排放总量为4.47万t （未优化排放系数法：3.11万t）,排放贡献较大行业依次为橡胶与塑料制品业、金属制品业、石油/煤炭及其他燃料加工业,占总量40.26%.多变量模拟的不确定性高于单变量,工艺过程源（-9.72%~230.51%）和溶剂使用源（-14.14%~122.77%） VOCs清单的不确定性明显高于燃烧源（-15.62%~36.41%）.影响VOCs清单不确定性的行业和主要因素为：化工、造纸和纺织（排放因子）;金属制品、汽车制造和化工（去除率和设施运行率）;石油加工和黑色金属冶炼（样本数少）.VOCs排放主要集中在：西海岸新区东部、大珠山北部、即墨区南部、城阳区北部、胶州市东北部、平度市建成区和莱西市东南部.     

中国生活源挥发性有机物排放清单

生活源已成为重要的挥发性有机物（VOCs）人为排放源之一.构建了系统的中国生活源VOCs排放源分类方法和核算体系,在此基础上建立了2010~2018年中国生活源VOCs排放清单,并对生活源VOCs排放重要源类和省份等进行识别,最后对生活源VOCs控制提出了对策建议.结果表明,2018年中国生活源VOCs排放量为2518 kt.建筑装饰、沥青道路铺装、餐饮油烟和农村家用生物质使用是贡献最大的4类源,合计占比69.22%.家庭日化用品使用和居民生活和商业煤炭使用贡献相当,占比分别为10.43%和9.98%.此外,汽车修补也有一定的贡献,占比为7.75%.山东、四川、河南、广东、江苏和河北是VOCs排放贡献最大的6个省份,合计占生活源VOCs排放总量的36.01%.2010~2018年期间,中国生活源VOCs排放先以0.43%的速度增加,2013年达到峰值排放后开始下降,下降速度为2.23%.下降原因一方面与居民生活用能的清洁化,以及北方地区大力推进清洁取暖使生活煤炭、生物质消耗逐步减少等有关,另一方面与该阶段部分地区房屋建设逐步趋于饱和导致全国年房屋竣工面积减少有一定贡献.建议全面深入推进建筑装饰、餐饮油烟和汽车修补综合治理,同时关注沥青道路铺装VOCs排放和控制;持续优化生活源能源使用结构,因地制宜、多措并举地推进民用燃煤和家用生物质燃烧污染治理.     

石家庄市臭氧和二氧化氮的时空演替特征及来源解析

为研究石家庄市域臭氧（O₃）和NO₂的时空演替格局及污染来源,取2014~2017年市域18个区县（市）的O₃、NO₂和气象要素资料（温度、湿度、风速、降水、日照）,及2017年夏季挥发性有机物（VOCs）数据,采用网络分析（network analysis）、空间插值（IDW）、Moran模型及后向轨迹方法,对市域内区县O₃和NO₂的空间联系、演替格局、空间影响因素及污染来源进行了分析.结果表明：①2014~2017年市域O₃浓度呈上升趋势,市区O₃月度变动呈单峰型态势,5~9月是O₃污染（O₃≥160 μg·m^-3）的典型时期（TPOP）,TPOP的气象特征为高温低湿弱风强光照,NO₂在TPOP内的负相关性显著;②主城区O₃浓度在2015年后呈逐年显著上升,主城区的污染物类型从NO₂（2014~2016年）转为VOCs（2016~2017年）,而县域2014~2017年均属VOCs控制区;③市域O₃空间影响因子主要集中于工业、农业、经济和人口这4个维度（P≤0.05）.第二产业对O₃污染的高值中心出现在主城区和栾城区,与区域内工业生产活动有关;④VOCs夏季监测期间的轨迹聚类出3个来源方向,即A（东-东北,26.67%）、B（西北-西,43.33%）及C（东南-南,30%）,轨迹A和C是VOCs传输的主要方向（东-东南）.     

北京市沥青搅拌站VOCs排放清单研究

定量化的排放清单是环境管理和研究工作的重要抓手,由于行业规模小、活动水平数据匮乏、测试难度大,沥青混合料生产过程的VOCs排放研究国内文献报导极少.本文构建了一套沥青混凝土搅拌站VOCs排放量核算方法,依据排放特点分环节分别核算VOCs排放量,分析排放量的时空分布特征,定量分析排放清单的不确定性,并基于目前的污染控制水平和未来行业管控规划,预估2030年北京市沥青混合料生产行业的VOCs排放量,以期为北京市VOCs总量减排和精细化管理提供依据.结果表明：2017年北京市沥青搅拌站VOCs总排放量为25.9 t,不确定度为25.6%,其中,沥青储罐的排放量最大,占总排放量的87.2%;顺义、昌平、通州3个区的排放量位居前三,分别占行业总排放量的16.2%、14.4%和14.1%;在时间分布上,5—7月沥青混合料产量最高、VOCs排放量最大;通过情景分析,本研究认为通过出台行业标准和绿色生产技术指南,可大幅削减沥青混合料生产行业的VOCs排放量.     

涡桨飞机VOCs排放特征的质子迁移反应飞行时间质谱(PTR-TOF-MS)分析

涡轮螺旋桨飞机广泛应用于军事和民用通用航空领域,其发动机排放对区域大气VOCs浓度会产生重要影响,而我国目前几乎没有针对航空涡轮发动机VOCs排放的观测研究.基于此,本研究于2017年9月9日、14日和15日在北京沙河机场停机坪,利用质子迁移反应飞行时间质谱仪（PTR-TOF-MS）对运-12飞机涡轮发动机地面开车过程尾气中16类VOCs的排放开展了观测分析.结果表明,3次排放实验中VOCs的相对组成特征具有很高的一致性,甲醛和异戊二烯是占VOCs总浓度最高的两种物质,占比分别为30%和15%,乙醛、9碳芳香烃、10碳芳香烃和单萜的浓度占比在6%~8%之间,其它10种VOCs每种的占比都低于5%.发动机尾气中的VOCs与甲醛浓度具有很好的线性关系.VOC与甲醛排放量的比值与国外研究结果比较接近的VOCs有甲醇、乙醛和丙酮,比值分别为0.18、0.38和0.16 g·g^-1,而芳香烃类物质与甲醛排放量的比值明显高于国外排放实验的结果.因此,未来有必要开展更多的研究以增进对国内航空发动机VOCs排放的认识.     

利用重质稠油生产沥青的VOCs排放特征

沥青生产是重要的石化行业子行业之一,目前尚缺乏针对该行业VOCs排放的相关研究.为探明沥青生产行业VOCs的排放特征,选取以重质稠油为原料生产沥青的某典型企业,主要采集有组织和无组织排放工序环节的样品,通过GC-MS定量检测了65种VOCs.结果表明,该企业沥青生产的VOCs排放浓度为37.28~7528.00 μg·m^-3,无组织排放和有组织排放VOCs均以烷烃为主,浓度占比超过50%,而有组织排放废气经末端治理设施处理后芳香烃贡献增加.乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、环戊烷、正己烷、甲基环戊烷、环己烷、甲基环己烷、乙烯、1-丁烯、苯、甲苯、间二甲苯、邻二甲苯为该企业沥青生产过程的特征VOCs组分.沥青生产行业VOCs排放主要来自无组织排放,其中,95%的VOCs无组织排放来源于储罐区的呼吸损耗,为161.65 t·a^-1,其次为装卸平台,挥发量为9.42 t·a^-1.对无组织排放环节的管控应该成为沥青生产行业的管控重点.     

天津市夏季不同臭氧浓度级别VOCs特征及来源

为深入了解挥发性有机物（VOCs）对臭氧（O₃）污染的影响,基于2019年夏季天津市O₃和VOCs高时间分辨率在线监测数据,对不同O₃浓度级别VOCs污染特征及来源进行分析.结果表明,2019年夏季天津市O₃浓度为优、良、轻度污染和中度污染时,VOCs浓度分别为32.94、38.10、42.41和47.12μg·m^-3.VOCs组分中烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃浓度占比分别为61.72%~63.36%、14.96%~15.51%、2.73%~4.13%和18.53%~19.10%,其中烷烃在O₃浓度为良和轻度污染时占比略高,烯烃和炔烃在O₃浓度为优时占比最高,芳香烃在O₃浓度为中度污染时占比最高.浓度较高的VOCs物种主要为丙烷、乙烷、乙烯、甲苯、正丁烷、异戊烷、间/对-二甲苯、丙烯、乙炔、正己烷、异丁烷、苯、正戊烷、异戊二烯和1,2,3-三甲苯,其中异戊烷、正戊烷、苯、乙烯、丙烯、正丁烷和异丁烷浓度贡献随O₃浓度级别上升逐步增加,异戊二烯和1,2,3-三甲苯浓度贡献在轻中度污染时明显升高.烯烃和芳香烃对臭氧生成潜势（OFP）贡献较高,随着O₃浓度级别上升,烯烃对OFP贡献下降,芳香烃贡献上升.乙烯、丙烯、间/对-二甲苯、1,2,3-三甲苯、甲苯、异戊二烯、反-2-丁烯和顺-2-戊烯是影响臭氧生成的关键物种,其中1,2,3-三甲苯、异戊二烯、丙烯和乙烯对OFP的贡献比例在O₃为轻中度污染时明显增加.源解析结果显示,机动车排放源、溶剂使用源、LPG/汽油挥发源、燃烧源、石化工业排放源、天然源和其他工艺过程源是天津市夏季VOCs主要来源,随着O₃浓度级别上升,机动车排放源、LPG/汽油挥发源、石化工业排放源和天然源贡献逐渐增加,燃烧源和其他工艺过程源贡献总体下降,溶剂使用源贡献在轻中度污染时有所下降.     

介质阻挡等离子体放电与催化联用技术分解苯

采用介质阻挡等离子体放电与催化剂MnO₂联用技术对苯去除进行了研究.结果表明,加入MnO₂可充分利用O₂和产生于介质阻挡等离子放电区的O₃,能够增加苯氧化分解为CO₂的程度,且苯去除的能量效率是不用催化剂时的2倍.催化剂MnO₂苯去除率有显著影响.当能量密度低于564J/L时,MnO₂离放电区的距离越近,苯的去除效果越好;当能量密度高于1051J/L时,苯的去除效果与MnO₂离放电区的距离有关并有一个最佳值.阐述了苯在等离子体放电区以及MnO₂上的氧化机理.