浅析挥发性有机废气治理技术

挥发性有机废气会对环境和人类产生严重危害,已成为我国环境保护工作的重点之一。本文阐述了挥发性有机物的来源及危害,并具体介绍了目前处理挥发性有机物的基本方法,如吸附法、吸收法、冷凝法、燃烧法、生物法等。     

Volatile organic compounds at swine facilities: A critical review

Volatile organic compounds (VOCs) are regulated aerial pollutants that have environmental and health concerns. Swine operations produce and emit a complex mixture of VOCs with a wide range of molecular weights and a variety of physicochemical properties. Significant progress has been made in this area since the first experiment on VOCs at a swine facility in the early 1960s. A total of 47 research institutions in 15 North American, European, and Asian countries contributed to an increasing number of scientific publications. Nearly half of the research papers were published by U.S. institutions.Investigated major VOC sources included air inside swine barns, in headspaces of manure storages and composts, in open atmosphere above swine wastewater, and surrounding swine farms. They also included liquid swine manure and wastewater, and dusts inside and outside swine barns. Most of the sample analyses have been focusing on identification of VOC compounds and their relationship with odors. More than 500 VOCs have been identified. About 60% and 10% of the studies contributed to the quantification of VOC concentrations and emissions, respectively. The largest numbers of VOC compounds with reported concentrations in a single experimental study were 82 in air, 36 in manure, and 34 in dust samples.The relatively abundant VOC compounds that were quantified in at least two independent studies included acetic acid, butanoic acid (butyric acid), dimethyl disulfide, dimethyl sulfide, iso-valeric, p-cresol, propionic acid, skatole, trimethyl amine, and valeric acid in air. They included acetic acid, p-cresol, iso-butyric acid, butyric acid, indole, phenol, propionic acid, iso-valeric acid, and skatole in manure. In dust samples, they were acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, p-cresol, hexanal, and decanal. Swine facility VOCs were preferentially bound to smaller-size dusts.Identification and quantification of VOCs were restricted by using instruments based on gas Chromatography (GC) and liquid chromatography (LC) with different detectors most of which require time-consuming procedures to obtain results. Various methodologies and technologies in sampling, sample preparation, and sample analysis have been used. Only four publications reported using GC based analyzers and PTR-MS (proton-transfer-reaction mass spectrometry) that allowed continuous VOC measurement. Because of this, the majority of experimental studies were only performed on limited numbers of air, manure, or dust samples. Many aerial VOCs had concentrations that were too low to be identified by the GC peaks.Although VOCs emitted from swine facilities have environmental concerns, only a few studies investigated VOC emission rates, which ranged from 3.0 to 176.5 mg d⁻¹ kg⁻¹ pig at swine finishing barns and from 2.3 to 45.2 g d⁻¹ m⁻² at manure storages. Similar to the other pollutants, spatial and temporal variations of aerial VOC concentrations and emissions existed and were significantly affected by manure management systems, barn structural designs, and ventilation rates.Scientific research in this area has been mainly driven by odor nuisance, instead of environment or health concerns. Compared with other aerial pollutants in animal agriculture, the current scientific knowledge about VOCs at swine facilities is still very limited and far from sufficient to develop reliable emission factors.     

VOCs、细菌及颗粒物混合暴露致小鼠学习记忆障碍机制研究

室内空气污染的现状是多种污染源共存,挥发性有机物(volatile organic compounds, VOCs)、细菌及颗粒物等是典型室内空气污染物。神经行为学毒性是室内空气污染引起的敏感毒性作用之一。为了探讨VOCs、细菌及颗粒物混合暴露对小鼠学习记忆能力的影响及机制,选用雄性昆明小鼠70只,随机分为对照(G1)和2～7(G2～G7)号染毒组。采用水迷宫和抓力仪测定小鼠的学习记忆潜伏期和抓力,染毒结束后测定全脑中活性氧(ROS)、丙二醛(MDA),神经递质谷氨酸(Glu)、乙酰胆碱(Ach)含量以及胆碱能系统的乙酰胆碱转移酶(ChAT)和乙酰胆碱酯酶(TChE)活力,同时分析脑源性神经营养因子(BDNF)、胶质细胞神经营养因子(GDNF)及神经生长因子(NGF)的水平。结果显示,第6天,G5、G6及G7小鼠的抓力、逃避潜伏期及在原平台所在象限的探索时间较对照组存在显著差异,并且伴有ROS、MDA含量的显著升高,Glu含量的显著升高,Ach含量、ChAT及TChE活力的显著降低,以及神经营养因子的显著下调(P<0.05或P<0.01)。研究结果表明,VOCs、颗粒物及细菌混合暴露能够导致小鼠学习记忆障碍,混合暴露引起的氧化损伤诱导的神经兴奋或抑制性毒性作用,以及神经营养因子沿轴突逆向传递降低或中断两方面作用导致神经递质产生和释放异常,进而引起学习记忆能力降低。     

厦门市工业源VOCs排放清单及控制对策分析

根据收集厦门市所辖6个区的工业源活动水平数据和厦门市环境统计数据等相关资料,运用排放因子法计算得到2019年厦门市6个辖区的8个行业的工业源VOCs排放清单,分析了厦门市各辖区VOCs排放强度的空间分布格局.在工业源VOCs排放清单的基础上结合企业调研,分析排放清单企业VOCs污染处理技术情况并提出相应的控制对策建议.结果表明,2019年厦门市工业源VOCs产生总量为16027.88 t,排放总量为5514.58 t,其中厦门岛外的海沧区、同安区、翔安区和集美区VOCs排放量分别为1648.35、2111.13、667.52和750.48 t,岛内的湖里区和思明区VOCs排放量较少,分别为292.42 t和44.68 t.除了湖里区,厦门市排放强度呈现岛外大于岛内的空间分布特点.厦门市8个行业中,VOCs排放主要来自于涂装、印刷、化工和橡胶行业,分别占厦门市总排放量的51.21%、20.18%、13.63%和10.67%.厦门市VOCs废气处理工艺情况分析结果表明,从源头控制层面,企业使用低（无）产生VOCs的原辅材料,可有效地从源头控制VOCs产生和排放;从末端处理工艺层面,UV光解/光催化、吸附处理、低温等离子体和生物法的实际处理效率均低于80%,吸附与催化燃烧等组合工艺以及燃烧法的实际处理效率均高于90%.     

夏季典型背景及城市地区VOCs对比研究

选取武夷山、庞泉沟和长岛3个具有代表性的空气背景站点及其周边城市站点,分析研究夏季环境空气中挥发性有机污染物(VOCs)的特征。结果表明,庞泉沟、武夷山、长岛背景站点的总挥发性有机物(TVOCs)平均浓度分别为(24.71±7.89)×10^-9、(7.94±5.82)×10^-9、(11.98±5.34)×10^-9,分别比对应的城市站点低42%、43%、11%。背景站点TVOCs中的烷烃占比为67%～72%,明显高于城市站点;背景站点与城市站点TVOCs中的烯烃和芳香烃占比无显著差异;但背景站点炔烃占比(2%～3%)明显低于城市地区(10%～24%)。背景站点异戊二烯浓度在09:00—15:00出现峰值,且TVOCs浓度变化趋势与异戊二烯浓度变化趋势关联性较强,说明背景站点受自然源影响较大。臭氧生成潜势(OFP)分析结果表明,烯烃及芳香烃对背景地区与城市地区臭氧生成有较大影响,城市地区总OFP远大于背景地区,乙烯、甲苯等对城市地区OFP的贡献较大,异戊二烯对背景地区OFP的贡献较大。     

淄博市夏季城区与背景点VOCs污染特征比较

为研究城区及背景点夏季挥发性有机物(VOCs)污染特征的差异,于2020年7月在淄博市城区站点和背景站点在线监测环境VOCs,分析其污染特征和化学反应活性,运用正交矩阵因子分析模型(PMF)解析VOCs的来源.结果表明,城区点ρ(TVOC)和ρ(NOx)高于背景点,但ρ(O3)较低;城区点ρ(TVOC)和ρ(NOx)呈...     

中国建筑涂料使用VOCs排放因子及排放清单的建立

VOCs是国家重要空气污染物,其排放控制是大气污染防治的重要内容,建筑涂料是我国大气VOCs的重要来源.由于经济的发展及城镇化水平提高,住宅及其他房屋建筑施工面积居高不下,对建筑涂料的需求不断增加,建筑涂料VOCs污染受到越来越多的关注,但有关建筑涂料VOCs排放因子及量化其排放量的研究相对较少.本文建立一套自下而上的建筑涂料VOCs排放清单估算方法,通过实测建筑涂料中VOCs及总结梳理国内有关建筑涂料VOCs含量的相关研究,获取了各类型建筑涂料VOCs排放因子,结合建筑涂料使用量,编制了我国2013～2016年建筑涂料VOCs排放清单.结果表明:①水性内墙涂料VOCs排放因子为24. 63 g·kg~(-1),水性和溶剂型外墙涂料分别为17. 5 g·kg~(-1)和298. 8 g·kg~(-1),水性、反应固化型和溶剂型防水涂料分别为2. 75、87. 86和400 g·kg~(-1),水性、无溶剂型与溶剂型地坪涂料分别为86. 2、25. 24和317 g·kg~(-1),水性和溶剂型防腐涂料分别为31. 95 g·kg~(-1)和464. 61 g·kg~(-1),水性与溶剂型防火涂料分别为59. 7 g·kg~(-1)和347. 2 g·kg~(-1).②2013～2016我国建筑涂料使用VOCs排放量分别为25. 59万t、28. 75万t、31. 97万t和34. 8万t,呈增长趋势.③2016年建筑涂料使用排放VOCs 34. 8万t中,地坪涂料贡献率最大,排放量为7. 87万t,占22. 61%,其次是外墙涂料排放量为6. 49万t,占18. 65%,防火和防腐涂料作为功能性涂料,排放量分别为6. 45万t和5. 08万t,分别占18. 53%与14. 6%,防水涂料和内墙涂料排放量分别为4. 61万t和4. 3万t,分别占13. 25%和12. 36%.④2016年水性建筑涂料使用量为488. 94万t,VOCs排放量为9. 79万t,VOCs平均排放因子为20. 02 g·kg~(-1),溶剂型建筑涂料使用量为63. 65万t,VOCs排放量为22. 72万t,VOCs平均排放因子为356. 95 g·kg~(-1),减少溶剂型涂料的使用有利于消减VOCs排放,建筑涂料进一步水性化是降低VOCs排放的趋势.⑤在空间分布上,建筑涂料使用VOCs排放主要集中在山东、江苏、浙江、河南、四川、广东以及河北等人口数量多的省份,山东省排放量最大,约占9. 36%,江苏省次之,约占8. 54%.     

日照市夏季VOCs物种空间分布特征及其对臭氧生成的影响

2020年8月22～ 29日期间利用便携式声表面波气相色谱仪(GC-SAW)对日照市区的主要企业源、居民源和道路开展了在线采样分析,获得了大气中多种挥发性有机物(VOCs)的空间分布特征,并对主要组分的化学反应活性进行研究.结果 表明,日照市碳原子大于5的VOCs(VOCC＞5)主要以甲苯、正丙苯和正辛烷为主,且空间分...     

土壤中挥发性有机物的顶空制备方法研究

对土壤中挥发性有机物（VOCs）有效提取的顶空（HS）前处理条件进行了研究。结果表明,在一定的气相色谱条件下,影响顶空装置对挥发性有机物提取水平的主要有顶空平衡时间、平衡温度、基准修正液的加入量等因素,在一定的HS—GC条件下,土壤中挥发性有机物的准确度可达80%。     

用于挥发性颗粒物连续测量的冲击式采样器设计

为了实现滤膜式PM2.5测量仪中挥发性颗粒物的连续补偿测量,根据挥发性颗粒物加热挥发、冷却凝结的物理特性,利用冷凝装置和串级冲击采样器原理,设计了双通道的挥发性颗粒物连续采样测量装置。按照采样粒径为10、5、2.5μm的颗粒物设计了3级冲击采样器,通过理论计算得到了采样器的孔径、孔数等相关参数;对采样器中采集的样品使用石英晶体微天平(QCM)直接测量,并采用加热清洗的方式结合双通道的设计实现挥发性颗粒物的连续采样测量。该装置不但可以应用于目前滤膜式颗粒物监测仪中的挥发性颗粒物补偿测量,使测量结果更加准确可靠;也可直接应用于挥发性颗粒物的测量分析。