面向喷染车间的挥发性有机物质量浓度预测方法及应用研究

以喷染车间挥发性有机物为研究对象,对喷染车间挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, VOCs)质量浓度预测方法进行研究。首先,使用随机森林(Random Forest, RF)算法对影响喷染车间挥发性有机物质量浓度的特征变量进行权重分析。同时,构建基于长短期记忆神经网络(Long-Term and Short-Term Memory Neural Network, LSTM)的挥发性有机物质量浓度预测模型,并在此基础上引入麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm, SSA)进行参数优化选择。最后,以浙江省杭州市某汽车喷染车间7月29日—10月28日的数据为样本,将温度、相对湿度、室内大气压、室外大气压作为模型输入变量,并与LSTM模型、随机森林-长短期记忆神经网络(Random Forest-Long Short-Term Memory neural network, RF-LSTM)模型、随机森林-反向传播神经网络(Random Forest-BP neural network, RF-BP)模型进行对比试验。结果显示,基于随机森林-麻雀搜索算法-长短期记忆神经网络(Random Forest-Sparrow Search Algorithm-Long Short-Term Memory neural network, RF-SSA-LSTM)模型的预测效果最佳,平均绝对误差、均方根误差和决定系数分别为2.812 2、3.457 4、0.988。同时,为验证RF-SSA-LSTM模型性能,通过不同时间步长实现对喷染车间VOCs质量浓度预测,结果显示预测误差较小,在可接受范围内。RF-SSA-LSTM预测模型提高了挥发性有机物质量浓度的预测精度,为减少挥发性有机物排放提供科学依据。

真空冻干/快速溶剂萃取-气相色谱-质谱法测定土壤中35种不同种类半挥发性有机物

建立了真空冻干/快速溶剂萃取-气相色谱-质谱法(GC-MS)测定土壤中35种不同种类半挥发性有机物(SVOCs)的方法。样品经真空冷冻脱水、快速溶剂萃取、旋转蒸发浓缩以及固相萃取SPE小柱净化后,氮吹定容,采用GC-MS上机测定。结果表明:土壤中35种SVOCs在10~1000μg/L范围内线性相关系数r^(2)≥0.991,方法检出限为0.034~0.40μg/kg,方法定量限为0.14~1.20μg/kg;以空白样品为基体进行加标回收实验,所得加标回收率为71.2%~113%,相对标准偏差(RSDs,n=7)为0.38%~13.3%,替代物荧蒽-D 10回收率为84.0%~92.5%;经实际样品检测验证,该方法灵敏、快速、准确可靠,适用于土壤中35种不同种类SVOCs的分析检测。

油田挥发性有机物治理的对象分析及措施

为了适应“十四五”期间大气污染防治形势,有效控制油田挥发性有机物的排放,针对某油田地面生产系统现状、原油生产工艺以及油田挥发性有机物排放点多、排放无规律且组分复杂的特点,按照GB 39728—2020《陆上石油天然气开采工业大气污染物排放标准》要求,通过对油气生产、集输、储存各环节进行分析梳理,确定挥发性有机物治理对象,并研究相应的治理措施,其中挥发性有机液体储存排放控制对象为某采油A厂4座净化油储罐和7座沉降罐(含水油),装卸控制对象为某卸油点的装载系统,甲烷排放治理对象为某站1处拉油点。对于挥发性有机液体的储存排放采用恢复站内密闭生产流程的治理措施;装卸采用法兰快速接头的半密闭装载方式;拉油点甲烷的排放治理,采用集输工艺。通过对以上油田挥发性有机物的治理,确保某油田挥发性有机液体储存和拉油点甲烷的达标排放。

添加剂对堆肥过程中挥发性有机物(VOCs)的减排效果

为明确添加剂对堆肥挥发性有机物(Volatile organic compounds,VOCs)排放的减排效果和影响因素,通过文献筛选出吸附类添加剂(活性炭和沸石)与有机酸类添加剂(柠檬酸和草酸)开展实验研究。在鸡粪-玉米秸秆堆肥实验中,设置5个处理,分别为对照(CK)、添加活性炭、添加沸石、添加柠檬酸和添加草酸处理。研究对象包括115种VOCs、三甲胺和6种含硫有机挥发气体(二甲硫醚、二甲基二硫醚、二甲基三硫醚、甲硫醇、乙硫醇、乙硫醚)。结果表明:在28 d的好氧发酵中,所有处理均达到50℃并维持7 d,满足无害化标准。检出110种VOCs、三甲胺和3种含硫有机挥发气体(二甲硫醚、二甲基二硫醚,二甲基三硫醚)。VOCs的排放集中在前9 d,在第3天时VOCs达到峰值。5个处理在堆肥第3天检测到的VOCs浓度范围为169.22~548.26 mg·m^(-3)。4种添加剂对各类VOCs均有减排效果。在第3天,活性炭、沸石、柠檬酸和草酸对烷烃类的减排效率分别为79%、26%、77%和46%,对卤烃类的减排效率分别为96%、38%、93%和97%,对芳香烃类的减排效率分别为28%、11%、24%和53%。从堆肥第6天开始只有沸石对各类VOCs有减排效果,最高减排效率为30%。针对含硫有机挥发气体减排,减排效果依次是草酸>柠檬酸>沸石>活性炭。4种添加剂对含硫有机挥发气体均有减排效果,但是对三甲胺没有减排效果。综合堆肥前9 d VOCs的减排情况,4种添加剂中沸石对各类VOCs减排效果最好。堆肥过程中添加沸石有利于VOCs和其他气体的协同减排,并且对土壤和农作物不存在风险,所以沸石在堆肥工程中有广阔的应用前景。

汽车漆渣挥发性有机物释放特性及动力学研究

汽车油漆废渣(PS)是汽车制造喷漆环节产生的危险废物,由于存在挥发性有机物(VOCs)、重金属含量高和燃点低等危险特性,PS具有很高的环境污染风险.然而,PS在储存过程中释放的VOCs的环境风险尚未被探究.本文通过环境试验箱,考察了4种典型PS中VOCs的释放特性,并研究PS中VOCs的释放动力学.结果表明:PS的内扩散阶段在整个释放期间占主导地位,释放的VOCs中含氧化合物比芳香烃化合物更容易从PS中扩散到空气中,油基湿式油漆废渣(OBWPS)具有较高的总挥发性有机物(TVOC)和较长的释放时间.PS中个体以及TVOC的累积释放通量符合一级动力学方程,并且相关系数R^(2)>99%.

燃煤机组烟气挥发性有机物排放特征

为了解不同容量燃煤机组烟气挥发性有机物(VOCs)的排放特性和不同尾部空气污染物控制设备(APCDs)对VOCs的控制作用,在福建省国投云顶湄洲湾电力公司400 MW亚临界对冲燃烧机组和1 000 MW超超临界切圆燃烧机组进行在线法和离线法采样测试,获取烟气中甲烷、非甲烷总烃和其他VOCs的全流程浓度。结果表明,1 000 MW机组SCR前的非甲烷总烃质量浓度(24.66 mg/m^(3))低于400 MW机组(33.36 mg/m^(3))。由于1 000 MW机组负荷和炉膛温度高,且煤在切圆燃烧炉内比对冲燃烧停留时间长,故煤燃烧更彻底。两机组SCR系统均能脱除超过70%的非甲烷总烃,400 MW和1 000 MW机组的SCR脱除效果分别为88.43%和74.32%。而在静电除尘过程(ESP)中,高压静电场可能会导致飞灰释放部分VOCs,增加烟气VOCs浓度。经所有APCDs后,400 MW机组和1 000 MW机组的VOCs排放质量浓度分别为8.40和8.47 mg/m^(3),整体脱除率为73.98%和63.02%,几乎未检出甲烷。离线测试结果:印尼煤燃烧后VOCs主要为正己烷、苯系物和苯甲醛。各固体样品(如煤、灰、石膏)有机物浓度分析显示,VOCs种类与机组大小无明显关联。这些发现有助于深入理解燃煤电厂对空气质量影响及优化污染控制设备设计。燃煤电厂实际运营中需依具体情况优化污染控制设备,以达到最大脱除效果,也需考虑机组大小和运行效率,有效控制VOCs排放。

挥发性有机物检测应用于肺癌筛查的研究进展

肺癌是全世界发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一。呼出气中可挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)作为一类新型肺癌诊断的标识物,是一种无创、便捷的肺癌筛查理想介质。基于VOCs的检测方法已成为无创检测的新手段。本文针对肺癌患者呼出气体中VOCs的主要检测分析方法进行了综述,包括表面增强拉曼(surface enhancement of raman scattering,SERS)检测、电化学检测、质谱检测等方法,并介绍了这些不同检测方法在肺癌诊疗方面的各自特点及应用前景。科学研究发现新标志物的方法应以高精密质谱为主,而床旁检测的应用场景需要以更便携的光谱或小型化质谱为主。

6 种园林植物挥发性有机物成分分析

为探究北京市6种常见园林植物挥发性有机化合物(BVOCs)的组成,采用动态顶空套袋法采集和热脱附-气相色谱-质谱联用法对侧柏、雪松、矮紫杉、银杏、北京丁香以及月季的挥发性有机物进行分析鉴定,并利用离子峰面积归一化法对植物释放挥发性有机物的峰面积进行百分比标准化,测算化合物的相对含量。结果表明:侧柏BVOCs包括8类62种,雪松BVOCs包括8类64种,矮紫杉BVOCs包括7类65种,银杏BVOCs包括8类56种,北京丁香BVOCs包括8类57种,月季BVOCs包括9类56种;6种园林植物BVOCs均含有烯烃类、烷烃类、芳香烃类、醇类、醛类、酮类、酯类7类化合物,但各类别化合物的相对含量有明显差异且挥发性有机物中均含有(+)-α-蒎烯、(+)-柠檬烯、甲苯、正己醛、反式-3-己烯-1-醇5种共有成分,其含量分别占侧柏、雪松、矮紫杉、银杏、北京丁香和月季挥发性成分总量的12.24%、40.1%、2.44%、10.74%、24.32%、4.65%。研究结果对于北京市城市园林绿化树种的合理选择及科学配置具有参考意义。

泰安市区秋季大气挥发性有机物污染特征及来源解析

采用罐采样预浓缩/气相色谱-质谱联用法,对泰安市区秋季(2020年10月17日至27日)115种大气挥发性有机污染物(VOCs)进行观测。结果表明,采样期间泰安市区秋季VOCs体积分数为(67.50±25.55)×10^(−9),其中以烷烃(34.86%)和含氧挥发性有机物(OVOCs)(32.03%)为主。分别应用臭氧生成潜势(OFP)和OH消耗速率LOH评估观测期间VOCs的大气化学反应活性,发现秋季泰安市区的OFP为(241.50±6.91)×10^(−9),主要由OVOCs(39.92%)和芳香烃(33.03%)贡献。LOH为7.34±0.33 s^(−1),OVOCs贡献56.32%。使用气溶胶生成系数法(FAC)估算观测期间VOCs对二次有机气溶胶(SOA)生成潜势的贡献,结果表明SOA生成潜势为(366.58±37.80)×10^(−9),以芳香烃(98.79%)为主。特征物种比值分析结果显示,泰安市区秋季VOCs受机动车尾气、溶剂使用和燃烧源等本地源的影响较大。PMF源解析结果表明,机动车排放对VOCs的贡献占比最高为26.1%,其中来自汽油车尾气排放和柴油车尾气排放的贡献分别为19.4%和6.7%;溶剂使用和工业源对VOCs的贡献占比相当,分别为20.1%和19.9%;固定燃烧源和液化石油气(LPG)使用的贡献分别为16.2%和12.3%;植物源贡献占比最低,为5.4%。

典型石化企业地面火炬挥发性有机物及温室气体排放特征与环境影响

针对我国石化行业减污降碳形势严峻的现实,以具有百万吨乙烯裂解能力的某石化企业中2座地面火炬为研究对象,通过现场采样监测和模型计算,系统探讨了火炬燃烧过程中挥发性有机物(VOCs)和温室气体的排放特征。结果表明:A、B 2座火炬2021年VOCs排放量分别为310.56和77.38 t/a,烯烃是主要排放组分;温室气体排放以含碳化合物燃烧转化产生的CO_(2)为主,排放量约占火炬CO_(2)排放总量的99.98%;2座火炬的臭氧生成潜势(OFP)分别为3011.72和628.97 t/a,乙烯和丙烯分别是A、B火炬OFP的主要贡献者,贡献率分别为39.52%和44.91%;2座火炬年全球增温潜势(GWP)分别为5806.92和1148.46 t/a(以CO_(2)当量计),其中CO_(2)的贡献最大,其导致的直接温室效应是CH4的25.12~35.46倍,是VOCs排放间接导致温室效应的6.64~7.24倍。

西北某退役炼油厂地下水中挥发性有机物污染特征及健康风险评价

挥发性有机物(VOCs)可长期存在于地下水中,从而对人体产生危害。针对西北某退役炼油厂受有机物污染的浅层地下水,开展了地下水中挥发性有机物的污染特征调查,并对其可能产生的健康风险进行评价。研究结果表明,该场地地下水中共检出18种VOCs,VOC单体检出率范围为6.25%~56.25%。特征污染物以苯和1,2,4-三甲苯为主,两者检出率均为56.25%,对照我国《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)的Ⅲ类标准,苯和1,2,4-三甲苯超标率均达到50%。场地内污染物主要来自原液化气储罐区和原柴油灌区的垂向渗漏,表明这两个区域可能为该场地地下水的主要污染源,且污染物分布会受水文地质条件和地下水流向的综合影响,对场地下游地下水造成污染。健康风险评价结果表明,通过饮水途径造成的健康风险占据主导。83.3%的点位致癌风险值(CR)大于10^(-6),可能存在致癌风险,其中位于渣油罐区GW11点位的致癌风险值大于10^(-4),具有致癌风险;50%的点位危害商(HQ)大于1,会产生非致癌风险,对人体造成一定影响。因此,今后应加强对区域饮水问题的关注和管控。

便携式气相色谱-质谱法测定炼化场地环境空气中的挥发性有机物

基于吸附管采样/热脱附便携式气相色谱-质谱技术(GC-MS),建立环境空气挥发性有机物(VOCs)分析方法,考察方法的线性关系、重复性、准确性等。结果表明,该方法可以得到54种VOCs定量分析结果,化合物种类包括C_(3)~C_(12)的正构烷烃、异构烷烃、烯烃、环烷烃及苯系物。结合气相色谱流出时间及质谱谱库比对,可以准确进行化合物识别并得到单体化合物含量,校准曲线相关系数≥0.99,重复测定相对标准偏差范围分布在0.4%~8.2%之间,准确度分布在71%~101%之间,丙烷、丙烯检出限均为10 nmol/mol,C_(4)~C_(12)挥发性有机物检出限为1~5 nmol/mol,样品采集及分析总时间可以控制在30 min以内,可满足炼油化工场地日常监测预警及突发状况排查的需求。对炼油厂代表性样品的测定结果表明,不同采样点位化合物组成及浓度存在明显差异,可为后期在炼油厂区进行环境空气VOCs多组分监测、构建源排放化学特征谱库等工作提供基础数据。

大气挥发性有机物污染特征及源解析——以“2+26”城市之一濮阳市为例

依据“2+26”城市之一濮阳市2021年大气挥发性有机物(VOCs)监测结果,对VOCs进行污染特征分析、臭氧生成潜势分析以及污染来源解析。研究表明:濮阳市大气VOCs中组分占比表现为烷烃>烯烃>芳香烃>炔烃。乙烷、丙烷、乙烯、正己烷、乙炔、异丁烷、正丁烷、异戊烷、甲苯、苯、甲醛、乙醛等浓度水平较高。根据臭氧生成贡献分析,烷烃是浓度水平较高的组分,但臭氧生成活性较小;而烯烃和芳香烃相比烷烃是浓度水平较低的组分,但对臭氧生成活性较高。臭氧生成关键活性组分是乙烯、间/对二甲苯、甲苯、甲醛、乙醛、己醛等。濮阳市的臭氧生成对VOCs浓度比较敏感。VOCs关键物种的浓度水平随风向变化表现出一定的变化特征。濮阳市大气VOCs有5种主要污染来源,分别为移动源、燃烧源、石油化工源、溶剂使用源和天然排放源,其中移动源贡献较大。VOCs中苯系物来源主要与石油化工生产、化石燃料燃烧有关。

基于HS-SPME-GC×GC-TOFMS技术分析传统干腌腊肉加工过程中的挥发性有机物

为全面了解干腌腊肉加工过程中风味品质的变化规律,以原料期、腌制期、发酵前期、发酵后期及成熟期的传统干腌腊肉为研究对象测定理化指标,并利用顶空固相微萃取结合全二维气相色谱-飞行时间质谱技术对加工过程中挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)进行鉴定。结果表明:干腌腊肉加工过程中水分含量持续下降,以不易流动水蒸发为主,并伴随自由水和结合水含量下降;pH值先减小后缓慢增大;整个加工过程中肉样颜色持续变深;干腌腊肉中VOCs主要为醇类、醛类、酯类、烃类及酮类等;3-丁二酮、2-甲基丁醛、庚醛和2-辛烯醛在整个加工过程中风味贡献较大;感官风味特征分析发现,干腌腊肉以甜味及水果风味为主;蛋白质降解、脂肪氧化和美拉德反应多途径共同作用,形成干腌腊肉特有的复杂风味特征。

电子烟释放的特征挥发性有机物组分分析

使用预浓缩-气相色谱质谱法对6种不同口味电子烟抽吸过程中释放的特征挥发性有机物进行了定量分析和组分筛查。乙醇是所有化合物中检出率最高,浓度最高的化合物,浓度范围为2197~6211mg/m3,定量目标化合物中还有乙酸乙酯、丙烯醛和异丙醇检出,组分筛查出特殊风味的电子烟烟气中还存在大量的酯类、烯烃类等化合物。在测定的6种不同口味电子烟烟气中醇类物质占比最大,均在90%以上,酯类、烯烃类等其他种类物质占比在0.1~7.8%之间。模拟电子烟的抽吸过程中,特殊风味电子烟VOCs吸入量大于烟草味电子烟。

挥发性有机物和半挥发性有机物在环境中的分析与监测

挥发性有机物(VOCs)和半挥发性有机物(SVOCs)在环境中具有不同的来源和分布。VOCs主要来自燃料燃烧、工业生产、溶剂使用和农业活动等人类活动,而SVOCs则主要来自植物、土壤、废水、动物废弃物和汽车排放等自然过程和人类活动。本文主要探讨挥发性有机物和半挥发性有机物在环境中的分析与监测,包括其来源、分布、影响等,以期为相关学者带来一定参考。

土壤环境中挥发性有机物检测方法的运用研究

挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)作为一个群体,包含大量个体挥发性物种。土壤环境中挥发性有机物质往往具有较高的污染程度,对于周围环境及人体健康所造成危害极大。土壤环境检测实践当中,往往涉及挥发性有机物方面检测内容,该部分检测工作实施过程所需用到检测方法相对较多。为更加科学合理地选用各种检测方法,高效落实此方面的检测工作,本文对土壤环境中挥发性有机物的检测方法进行了分析,以期推动了土壤环境检测工作的发展。

芹菜不同品种生长时期挥发性有机物质成分分析

【目的】探究芹菜挥发性有机物质在不同品种及不同生长时期的变化规律和分布特征。【方法】选取了不同叶柄颜色的芹菜品种‘特级白芹王’‘津南实芹2号’和‘黄嫩西芹’为试验材料,利用顶空固相微萃取(HS-SPME)技术对芹菜挥发物进行提取,结合气相色谱-质谱仪(GC-MS)对挥发物质进行测定与比较分析。【结果】3个芹菜品种共鉴定出161种化合物,其中‘津南实芹2号’品种整体挥发物含量最高;‘特级白芹王’和‘津南实芹2号’品种在成熟期挥发性有机物含量最高,而‘黄嫩西芹’挥发性有机物含量最高的时期则为快速生长期,表明3个品种在不同时期间挥发物质种类和含量上存在差异。基于OPLS-DA模型发现,(-)-camphene、2,4-dimethoxyamphetamine、3-methylheptyl acetate、(+)-camphene分别在‘特级白芹王’成熟期、‘津南实芹2号’幼苗期、‘津南实芹2号’成熟期、‘黄嫩西芹’快速生长期含量较高,这些化合物可作为区分3个品种和发育时期的重要标志性化合物。【结论】利用HSSPME-GC-MS技术明确了不同时期芹菜品种间挥发性有机物的分布和变化规律,为后续利用不同种质资源的芹菜及开展香气品质的遗传改良提供参考。

吸附-催化复合材料净化挥发性有机物研究进展

吸附-催化氧化法是净化挥发性有机物(VOCs)的有效途径之一。结合近年来吸附-催化复合材料净化VOCs的研究,从吸附-催化复合材料的结构和特点出发,综述了复合材料的分类及应用进展,分析了VOCs的化学组成、相对湿度、空速、反应温度等外部因素对吸附-催化的影响,并总结了吸附-催化(VOCs)反应机理,最后展望了复合材料未来的研究方向。

大气挥发性有机物受体模型来源解析研究进展

挥发性有机物(VOCs)是细颗粒物和臭氧的重要前体物,对其开展来源解析研究非常必要。正定矩阵因子分解(PMF)模型是应用较为广泛的受体模型来源解析技术,该文归纳了PMF模型中关键参数的选取,综述了其在大气VOCs来源解析上的应用情况,总结了中国不同区域VOCs来源特点,阐述了特征比值法、潜在污染源区及传输路径分析方法等方法与PMF模型结合开展VOCs来源的研究进展。结果表明:(1)VOCs物种、不确定度、物种权重、因子数等关键参数的选取均会影响解析结果的误差;(2)大气VOCs来源因地区、季节及人为管控等因素影响而存在差异,但机动车相关排放源是北京市、济南市、武汉市、长三角地区及南部城市大气VOCs的主要来源,贡献在16.9%~75.4%;(3)在PMF模型获取源贡献的基础上,利用条件概率函数、潜在源贡献函数、浓度加权轨迹等模型可掌握污染来源空间分布及传输贡献,光化学损耗估算方法可减小高活性VOCs的解析误差,为管理部门提供更加精准的VOCs污染来源信息。研究显示,在PMF模型广泛应用于大气VOCs来源解析的背景下,开展量化VOCs污染本地生成及区域传输贡献、准确估算VOCs损耗方法研究具有重要意义。