久久人人爽爽爽人久久久-免费高清a级毛片在线播放-国产高清自产拍av在线-中文字幕亚洲综合小综合-无码中文字幕色专区

學術咨詢

讓論文發表更省時、省事、省心

徐州市春季大氣 VOCs 污染特征研究

時間:2020年09月14日 分類:經濟論文 次數:

摘 要: 運用大氣揮發性有機物快速在線連續自動監測系統,于 2018 年 5 月對徐州市 2 個國控站點農科院、桃園路的 環境空氣中揮發性有機物(VOCs)進行觀測,分析 VOCs 的濃度狀況、組成特征及主要來源。結果表明,農科院和桃園路 的 VOCs 平均質量濃度分別為

  摘 要: 運用大氣揮發性有機物快速在線連續自動監測系統,于 2018 年 5 月對徐州市 2 個國控站點農科院、桃園路的 環境空氣中揮發性有機物(VOCs)進行觀測,分析 VOCs 的濃度狀況、組成特征及主要來源。結果表明,農科院和桃園路 的 VOCs 平均質量濃度分別為 105.3 和 108.5 μg/m3,VOCs 組成結構以烷烴和芳香烴為主,對臭氧生成潛勢貢獻較大的物 種主要是芳香烴類物質,主要來源于機動車尾氣排放、溶劑和涂料的使用。應重點強化工業企業的 VOCs 治理,特別加強 區內使用溶劑型涂料的涂裝企業的整治。

  關鍵詞: 揮發性有機物;污染特征;污染來源;徐州市

環境保護科學

  根據《2018 中國生態環境狀況公報》[1] ,2018 年 全國 338 個地級及以上城市與 2017 年相比,僅臭 氧 (O3)濃度和超標天數比例均上升,其他 5 項指標 濃度和超標天數比例均下降;長三角地區超標天數 中,O3 已超過 PM2.5 成為首要污染物。而從 2013~ 2018 年,江蘇省臭氧日最大 8 h 平均值第 90 百分 位數平均濃度從 139 μg/m3 上升到 177 μg/m3 ,上升 比例達到 27.3%。

  特別是 2019 年上半年 O3 濃度 達到 181 μg/m3 ,同比上升 4.6%,為 2013 年以來同 期最高水平,污染形勢極為嚴峻。根據在長三角重 點城市開展的研究,上海、南京等城區的 O3 處于 對 VOCs 敏感的情況[2 − 5] ,研究 VOCs 的排放特征對解決城市臭氧污染問題具有很大的指導意義。 徐州地處江蘇省西北部、華北平原東南部,長 江三角洲北翼,是淮海經濟區中心城市。

  近年來, 徐州市臭氧濃度迅速上升,臭氧日最大 8 h 滑動均 值高于全省平均水平,但對其成因及前體物的研究 尚未見報道。本研究在徐州市主要國控站點附近 開展在線逐時觀測,對 VOCs 污染特征進行研究, 以期為徐州市臭氧污染防治提供依據。

  1 材料與方法

  1.1 采樣點布設

  徐州市共有 7 個國控監測點,分別為鼓樓區政府、黃河新村、桃園路、農科院、淮塔、新城區和銅 山區招生辦監測點。 其中農科院和桃園路站點臭氧濃度同比增幅 最高且均位于徐州經濟開發區內,因此以這兩個點 作為重點研究對象。因農科院、桃園路國控站僅配置常規 6 參數在線監測儀器,為掌握其 VOCs 污染 特征,利用移動監測車于 2018 年 5 月 18~28 日 (春季)開展了 VOCs 組分連續 24 h 在線觀測。

  1.2 實驗方法

  VOCs 組分連續在線觀測采用武漢天虹公司 TH-300B 型大氣環境揮發性有機物在線監測系 統。該系統采用超低溫空管捕集技術與氣相色譜- 質譜聯用(GC-MS)檢測技術進行實時監測,時間分 辨率為 1 h。該監測系統主要包括載氣系統、電子 制冷超低溫預濃縮采樣系統和氣相色譜-火焰離子 化檢測器/質譜檢測器(GC-FID/MS)分析系統等。

  監測時環境空氣被抽入預濃縮單元后分成兩路,氣 路 1 經 低 溫 除 水 后 在 −160 ℃ 低 溫 條 件 下 , 用 PLOT 毛細管柱捕集濃縮環境空氣中 C2~C5 碳氫 化合物,氣路 2 經低溫除水后在−160 ℃ 低溫條件 下,用去活毛細管柱捕集濃縮 C5~C12 碳氫化合 物、鹵代烴和含氧揮發性有機物。采樣完成后,捕 集管快速加熱,在載氣的攜帶下,C5~C12 碳氫化合 物經毛細管柱分離后用 FID 測定;C5~C12 碳氫化 合物、鹵代烴和含氧揮發性有機物經毛細管柱分離 后由 MS 檢測器測定;FID 分析用保留時間定性,外 標法定量;MS 分析通過待測目標物與標準物質的 保留時間和質譜圖相比較進行定性,內標法或外標 法定量。該系統可在線監測 102 種以上 VOCs 物 種,測量范圍涵蓋 57 種臭氧前驅物、35 種鹵代烴 和 15 種含氧揮發性有機物。

  2 結果與分析

  2.1 大氣 VOCs 污染特征

  春季觀測期間,共在線監測了 105 種 VOCs 物 質,其中烷烴類 29 種,烯、炔類 12 種,芳香烴類 17 種,鹵代烴類 35 種,含氧有機物 12 種。采樣期 間,農科院和桃園路 VOCs 濃度均值分別為 105.3 和108.5 μg/m3 ,濃度范圍分別為43.5~681.4 和51.1~ 422.6 μg/m3。 農科院站點 VOCs 組成結構以烷烴和芳香烴 為主,占比:40.1% 和 35.5%,其次為鹵代烴和含氧 有機物,比例為 12.0% 和 9.1%。

  其中,平均質量濃 度最高的 10 個 VOCs 物種及其占比分別為正丁烷 9.6%、2,2,4-三甲基戊烷 7.3%、間/對二甲苯 7.2%、 1,2,4-三甲基苯 6.6%、乙基苯 6.1%、2-甲基庚烷 5.3%、異丁烷 5.2%、甲苯 4.0%、鄰二甲苯 3.9% 和 乙烷 2.9%,累計約占 TVOCs 質量濃度的 58%。 桃園路站點 VOCs 組成結構以芳香烴和烷烴 為主,占比分別為 33.2% 和 28.6%,其次為鹵代烴 和含氧有機物,比例為 20.3% 和 15.9%。

  其中,平 均質量濃度最高的 10 個 VOCs 物種及其占比分別 為丙酮 8.9%、間/對二甲苯 6.5%、甲苯 6.0%、乙基 苯 5.5%、1,2-二氯乙烷 4.3%、二氯甲烷 4.1%、2-甲 基 庚 烷 4.0%、 2,2,4-三 甲 基 戊 烷 3.9%、 乙 烷 3.8% 和 1,2,4-三甲基苯 3.6%,累計約占 TVOCs 質 量濃度的 51%。 高濃度的烷烴類和芳香烴類化合物表明,工業 生產、汽車排放可能對徐州經濟開發區春季大氣揮 發性有機物有重要貢獻。

  2.2 大氣 VOCs 化學反應活性

  臭氧生成潛勢(OFP)是綜合衡量 VOCs 物種的 反應性對 O3 生成潛勢的指標參數 ,可用于識別 VOCs 中的關鍵活性物種。OFP 大小由 VOCs 物種 排放量和該物種的最大增量反應活性(MIR)決定, 計算見式(1)。 OFPi = [VOC]i × MIRi (1) 式 ( 1)中 : [VOC]i 為 VOCs 中物種 i 的濃度 ; MIRi 為物種 i 的最大增量反應活性。 本研究引用 CARTER[6] 文中的 MIR 值,并計算 了各 VOCs 物種的 OFP,從而識別出影響農科院和 桃園路站點大氣 O3 生成的關鍵 VOCs 物種。對臭 氧生成潛勢貢獻排名前 10 的物種。

  為進一步識別環境空氣中臭氧生成潛勢較大 的物種來源,選取 OFP 最大的前 10 個 VOCs 物種 進行分析: 農科院站點具體物種名稱及其對 OFP 貢獻分 別為 1,2,4-三甲基苯 19.7%、間/對二甲苯 18.9%、 鄰二甲苯 10.1%、乙基苯 6.2%、 1,2,3-三甲基苯 5.6%、甲苯 5.3%、3-甲乙苯 4.5%、正丁烷 3.7%、乙 烯 3.2% 和 1,3,5-三甲苯 3.1%,這幾個組分對臭氧 生成潛勢的總貢獻率達到 80.2%。 桃園路站點具體物種名稱及其對 OFP 貢獻分 別為間/對二甲苯 18.6%、1,2,4-三甲基苯 11.7%、鄰 二甲苯 9.9%、甲苯 8.7%、3-甲乙苯 6.1%、乙基苯 6.0%、1,2,3-三甲基苯 5.8%、反-2-戊烯 5.5%、乙烯5.0% 和 1,3,5-三甲苯 2.3%,這幾個組分對臭氧生成 潛勢的總貢獻率達到 79.6%。

  可見,農科院和桃園路站點對 OFP 貢獻較大 的物種主要是芳香烴類物質,其中 1,2,4-三甲基 苯、間/對二甲苯和鄰二甲苯是對 OFP 貢獻最大 的物種,說明溶劑使用/揮發對這 2 個站點 O3 生 成可能有重要貢獻。乙烯、正丁烷等是不完全燃 燒排放的重要示蹤物,主要來自于機動車尾氣及 油氣蒸發[7 − 8] ,對經濟開發區大氣 O3 生成也有一 定貢獻。

  2.3 大氣 VOCs 污染來源分析

  基于農科院和桃園路站點 VOCs 時間變化序 列,探究 VOCs 污染過程。 在此期間,其他 VOCs 物種 未呈現類似的變化。由特殊時段不同芳香烴時間 序列進一步分析,除苯和甲苯外,其余芳香烴(乙基 苯、間/對二甲苯、鄰二甲苯、苯乙烯、異丙基苯、丙 基苯、3-甲乙苯、4-甲乙苯、1,3,5-三甲苯、2-甲乙 苯、1,2,4-三甲基苯和 1,2,3-三甲基苯)均呈現出明 顯的上述污染峰特征,其中 1,2,4-三甲基苯的濃度上升最高,其次為間/對二甲苯和鄰二甲苯。

  根據對 開發區企業的排查及監測結果,站點周邊重點工業 污染源主要是以徐工、卡特彼勒為代表的涂裝企業 及中小型油墨企業為主,其中涂裝行業主要排放物 種為苯系物,印刷行業主要是醇類、酮類以及烷烴 類;各類設備制造企業共 51 家,初步測算 VOCs 排 放量占 80% 以上,對開發區 VOCs 貢獻占主導,判 斷峰值的出現很可能是受附近較多的涂裝企業的 影響,并存在夜間生產現象。

  環境污染論文投稿刊物:環境保護科學以反映環保科技領域的熱點問題為宗旨,內容涉及環境科學各個領域,主要刊登環境科學領域的新成果、新技術、新方法,環境管理的新理論、環境科學發展的新動向等方面的學術論文。

  3 結論

  1)2018 年 5 月觀測期間,農科院和桃園路站 點 VOCs 濃度均值分別為 105.3 和 108.5 μg/m3。 農科院站點 VOCs 組成結構中烷烴、芳香烴占比分 別為 40.1%、35.5%,平均質量濃度最高的 5 個 VOCs 物種分別為正丁烷、2,2,4-三甲基戊烷、間/對二甲 苯、1,2,4-三甲基苯和乙基苯;桃園路站點 VOCs 組成結構中芳香烴、烷烴占比分別為 33.2%、28.6%, 平均質量濃度最高的 5 個 VOCs 物種分別為丙酮、 間/對二甲苯、甲苯、乙基苯和 1,2-二氯乙烷。

  2)農科院和桃園路站點對臭氧生成潛勢貢獻 較大的物種主要是芳香烴類物質,其中 1,2,4-三甲 基苯、間/對二甲苯和鄰二甲苯是對 OFP 貢獻最大 的物種,說明溶劑使用/揮發對這 2 個站點 O3 生成 可能有重要貢獻,機動車排放對經濟開發區大氣 O3 生成也有一定貢獻。

  3)觀測期間農科院和桃園路站點出現較為明 顯的芳香烴污染峰,經分析很可能是受附近較多的 涂裝企業以及機動車的影響。苯和甲苯的濃度比 (B/T)結果也表明,徐州市經濟開發區環境空氣中 苯系物可能主要來源于機動車尾氣排放、溶劑和涂 料的使用。

  4)為控制徐州市經濟開發區的臭氧污染,應大力削減本地 VOCs 排放量,重點強化對工業企業的 VOCs 治理,尤其應加大對使用溶劑型涂料的涂裝 企業的整治力度,并建立全方位的 VOCs 排放監管 體系。

  參 考 文 獻

  [1] 生態環境部. 2018 中國生態環境狀況公報[EB/OL].(2019-06- 19) [2019-10-11]. http://www.mee.gov.cn/hjzl/sthjzk/zghjzkgb/ 201905/P020190619587632630618.pdf.

  [2] 嚴茹莎, 李莉, 安靜宇, 等. 上海市夏季臭氧生成與其前體物控 制模擬研究[J]. 環境污染與防治, 2016, 38(1): 30 − 35.

  [3] 謝旻, 李明高, 朱寬廣, 等. 南京地區光化學污染特征及其變化 趨勢研究[J]. 環境科學與技術, 2014, 37(11): 32 − 36.

  [4] 王宇駿, 黃新雨, 裴成磊, 等. 廣州市近地面臭氧時空變化及其 生成對前體物的敏感性初步分析[J]. 安全與環境工程, 2016, 23(3): 83 − 88.

  [5] 周亞端, 趙瑜, 仇麗萍, 等. 南京市秋季細顆粒物及臭氧生成敏 感性初探[J]. 環境保護科學, 2017, 43(3): 80 − 84.

  作者:趙秋月,陳 鳳,劉 倩,李慧鵬