某工业园区VOCs臭氧生成潜势及优控物种

臭氧(O3)污染日趋严重,控制光化学反应前体物之一的挥发性有机污染物(volatile organic compounds,VOCs)对减少臭氧生成有重要意义.为研究天津某工业园区VOCs臭氧生成潜势,采集了园区6个代表企业厂界气体样品,使用质子转移反应飞行时间质谱仪(PTR-TOF-MS)对VOCs进行了定量分析,估算了各企业臭氧生成潜势,运用VOCs/NO_x研究了臭氧生成控制敏感性因素,并在熵值法基础上筛选出了减少臭氧生成优先控制VOCs物种.结果表明,通过PEC法估算臭氧生成F企业最高为0.423 3 mg·m~(-3),MIR法估算结果 C企业最高为1.573 3 mg·m~(-3);PEC法估算结果与臭氧浓度更接近,适用于园区对臭氧生成的估算;VOCs和NOx均为工业园区臭氧生成敏感性因素,需同时控制;园区内VOCs物种臭氧生成贡献大小为烷烃烯炔烃醇类芳香烃,优先控制物种为正庚烷及其同分异构体、正壬烷、正辛烷及其同分异构体、正十一烷、戊烷、正癸烷、甲醇.     

臭氧氧化降解水中四丁基锡效能及动力学研究

对水中臭氧氧化降解四丁基锡(TeBT)的反应动力学、效能及影响因素进行了实验研究.结果表明,温度从12℃升到22℃,TeBT的去除率可从36％升高到43％,但当温度升到32℃时其去除率有所下降.pH升高有利于TeBT的氧化降解,在pH =5.9的缓冲溶液中,前10 min TeBT的去除率为30％;在pH=8.0的缓冲溶液中,前10 min TeBT的去除率提高到42％.原因可能是pH的升高会使臭氧在水中的分解速率加快,臭氧向水相转移率也提高.·OH抑制剂叔丁醇和重碳酸盐对臭氧氧化去除TeBT具有明显的抑制作用,说明在臭氧氧化去除TeBT的过程主要受到·OH产率的影响.通过拟一级反应动力学,计算出单独臭氧(即臭氧分子)与TeBT的直接反应速率常数ko3=435.79 L·mol-1·s-1,·OH与TeBT的间接反应速率常数k.oH=1.4 ×109 L·mol-1·s-1.     

2013 — 2016年西安市臭氧时空变化特性与影响因素

臭氧污染主要是由前体物氮氧化物（NO_x）和挥发性有机物（VOC）的过量排放引起的,通过NO_x/?SO₂的比值可得知西安地区已经受到了光化学烟雾型污染的影响,大气中臭氧含量与NO_x的含量相关性较高;西安13个站点的8小时平均浓度分布变化大体可分为单峰变化和持续递减类型,浓度主要集中在0?—?90 μg???m^?3,不同站点臭氧含量相差较大;2013?—?2016年,高新西区臭氧超标天数最多,为146天,是超标天数最少的兴庆小区的2倍多。高浓度臭氧主要出现在高温度、低湿度、实时风向为东南风或南风的天气。此外,治理臭氧污染必须限制机动车尾气排放,同时研究表明来自秦岭的植物VOC对于西安臭氧浓度影响很大。     

O3／H2O2高级氧化技术H2O2加入量的简易控制方法

对与臭氧有着不同反应活性的3类有机污染物，探讨并建立了O3／H2O2高级氧化技术H2O2较优投加量的简易控制方法。结果表明，水中存在溶解臭氧是H2O2与臭氧降解效率具有协同作用的必要条件，另外，H2O2的较优加入量直接依赖于目标有机污染物与臭氧的反应活性。对于不同的有机物及在常规的臭氧化水处理时间内，H2O2加入量控制在单独臭氧化处理时水中溶解臭氧的20-30倍（质量比）之间为宜。这种简易控制H2O2加入量的方法对推广O3／H2O2技术在实际废水处理中的应用具有重要的意义。     

O_3-BAC组合工艺深度净化MBR出水的中试研究

采用臭氧-生物活性炭（O3-BAC）组合工艺对某工业园区再生水厂MBR出水进行了深度净化的中试研究,主要考察了组合工艺各节点对常规指标的处理效果。结果表明,臭氧投加量约3 mg/L（H2O）、臭氧接触塔接触时间为30min、活性炭滤池空床接触时间（BECT）为15 min时,O3-BAC组合工艺能有效去除水中色度、浊度,平均色度和浊度分别从21度和7.8 NTU降至3度和2.0 NTU以下;组合工艺对UV254、高锰酸盐指数的平均去除率分别约为39%和35%;对NH4＋-N有一定的去除,去除率为58%～77%;组合工艺对粪大肠菌群去除效果显著,平均去除率在95%以上。O3-BAC组合工艺是一种有效工业园区再生水深度净化技术。     

威海市夏季臭氧及大气氧化性特征分析

威海市属于我国北方典型沿海城市,近年来的持续观测发现夏季易出现臭氧（O₃）污染。以2023年夏季观测数据为约束,利用零维盒子模式分析威海市夏季O₃及大气氧化性特征,给出O₃污染防治的建议。2023年5月30日—6月30日,威海市污染天的首要污染物是O₃,烷烃是挥发性有机物（VOCs）中浓度占比最高的组分,烯烃则是活性占比最高的组分。从清洁日到污染日烯烃活性增强最显著,O₃的化学生成和大气氧化性在污染日均有增加,促进了二次污染过程的发生。威海夏季大气氧化性水平较强,O₃对前体物的敏感区处于氮氧化物（NO _x ）和VOCs的过渡区,O₃污染防控需结合NO _x 和VOCs进行协同防控。O₃对前体物烯烃减排的变化最敏感,因此其污染防控过程需结合VOCs反应活性开展。基于威海市夏季观测数据分析O₃及大气氧化性特征,从O₃敏感性区域变化及VOCs反应活性角度为O₃污染防治策略提供了思路。     

乙二醛和甲基乙二醛的来源及其环境效应

乙二醛和甲基乙二醛作为多种挥发性有机物的氧化反应中间产物,是臭氧和二次有机气溶胶的关键前体物。乙二醛和甲基乙二醛有着复杂的来源,既能通过多种自然或人为源直接排放,也可由诸多挥发性有机物二次氧化生成。由于排放及其前体物浓度与组成存在差异,乙二醛及甲基乙二醛的浓度与来源特征在时间与空间分布上均有所不同,从而使其环境效应也呈现明显的时空分布差异。围绕乙二醛与甲基乙二醛的污染特征及环境效应,综述乙二醛和甲基乙二醛的浓度水平、时空分布、来源特征,并总结分析其在臭氧和二次有机气溶胶生成中的作用。在此基础上,讨论和分析未来关于乙二醛和甲基乙二醛的研究的方向。     

北京市郊区夏季臭氧重污染特征及生成效率

为研究北京郊区夏季O₃(臭氧)重污染过程特征及O₃生成的光化学敏感性,基于2016年夏季在北京郊区开展的针对O₃及其相关污染物的强化观测试验(7月23日—8月31日,共计40 d),分析了观测期间O₃浓度[以φ(O₃)计]变化特征、O₃重污染过程主控因素与O₃敏感性化学特征.结果表明:观测期间φ(O₃)超标时有发生,最大小时φ(O₃)为151.1×10-9,其中有15 d的φ(O₃)最大8 h滑动平均值(O₃-max-8h)超过了GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准限值,占观测天数的37.5%;不同O₃重污染过程成因有所不同,城市烟羽传输的污染物对郊区O₃重污染过程影响显著(观测期间臭氧重污染过程:过程1,7月27—29日;过程3,8月9—11日;过程4,8月16日;过程5,8月21—24日),区域光化学污染对郊区O₃重污染过程也有贡献(观测期间O₃重污染过程2:8月4—6日);结合后向气流轨迹进一步辅助说明了不同重污染过程中O₃的来源不同.研究还发现,观测区域存在反“周末效应”现象,说明观测区域周末受人为影响较为明显;基于观测数据计算的OPE(O₃生成效率)分析了O₃光化学敏感性表明,在有OPE值的22 d内NO_x控制区和VOCs控制区出现的概率(41%)相等,即观测区域O₃对NO_x和VOCs均敏感;此外还发现,在O₃重污染过程中光化学敏感性会随其反应进程发生改变,由NO_x控制区逐渐转变为VOCs控制区.      

重庆市夏秋季VOCs对臭氧和二次有机气溶胶生成潜势的估算

为估算重庆市夏秋季VOCs（挥发性有机物）对O₃和SOA（二次有机气溶胶）的生成潜势,利用在线GC-MS/FID在2015年8月22日-9月23日对重庆市区点和郊区点VOCs开展了为期一个月的实时观测,获得市区点和郊区点$ \varphi $（TVOCs）（总挥发性有机物）分别为41.35×10-9和22.72×10-9,其中市区点以烷烃（35.2%）和烯炔烃（25.2%）为主,郊区点以含氧挥发性有机物（oxygenated volatile organic compounds,OVOCs）（30.6%）和烷烃（26.0%）为主.结合最大增量反应活性量化市区点和郊区点VOCs的OFPs（臭氧生成潜势）分别为149.11×10-9和71.09×10-9,市区点OFPs最大的是乙烯、丙烯、甲苯、C8和C9的芳香烃等,郊区点OFPs最大的VOCs是丙烯醛、异戊二烯和甲基乙烯基酮.结合气溶胶生成系数量化郊区点和市区点VOCs对SOA的生成贡献分别为0.36和1.26 μg/m3,相比国内其余城市VOCs的SOAP（二次有机气溶胶生成潜势）较小,主要以甲基环己烷、正壬烷、正葵烷和十一烷等高碳烷烃,以及甲苯、苯、二甲苯和乙苯等芳香烃的SOAP为主.研究显示,控制烯炔烃和芳香烃的浓度有助于控制重庆市O₃的生成,控制高碳烷烃和芳香烃则有助于控制重庆市SOA的生成.      

城市大气中臭氧浓度控制的困难与挑战——以成都市为例

研究城市化、工业化和区域经济一体化进程的不断加快,对城市大气环境的影响是当前大气环境领域研究的热点问题。在此过程中,利用空气质量模型模拟系统研究大气环境污染问题成为大气环境研究中不可缺少的组成部分。在当前空气污染复杂的形势下,针对城市大气环境中臭氧的浓度尚未有效的控制措施。研究主要利用Models-3/CMAQ空气质量模式对成都市臭氧浓度数值通过不同的控制情景进行模拟,揭示城市大气中臭氧浓度控制的困难与挑战,并尝试性提出今后的研究方向,以期为控制城市大气中臭氧浓度提供建议。