结合大气污染特征的VOCs聚集区识别方法

为实现VOCs聚集区的精准感知识别,提出一种结合大气污染特征的VOCs聚集区识别方法。首先,划分区域网格,利用IDW空间插值方法得到VOCs网格数据集;其次,利用HYSPLIT计算后向气团运动轨迹并引入VGG提取轨迹特征,同数据集输入TCN-BiLSTM模型,预测各网格VOCs浓度;最后,根据预测结果进行聚集区识别。以西安市碑林区为例,对VOCs浓度值进行预测,并将聚集区识别结果可视化。结果表明:该组合预测模型能够有效提高识别精度,VOCs浓度预测结果的MAE、MSE、RMSE、R2分别为6.657、103.657、10.181、0.976,预测效果优于对比模型。消融实验证明考虑气团污染特征能提高VOCs预测准确性,实现VOCs聚集区的精准感知识别。

济南市典型区夏季VOCs分布特征及臭氧生成机制

基于2020年6—8月济南市石化区、市区和南部山区VOCs以及臭氧和气态污染物等在线监测数据,结合气象因素分析了各典型区夏季VOCs污染特征,并通过计算臭氧生成潜势(OFP)和MCM模型模拟分析了不同区域不同污染等级VOCs对臭氧生成的影响,采用PMF模型对市区夏季VOCs进行了来源解析研究.结果表明,石化区VOCs浓度(158.29μg·m^(-3))明显高于市区(47.71μg·m^(-3))和南部山区(24.65μg·m^(-3)),VOCs中均以烷烃占比最大,其次为芳香烃,3个区域VOCs浓度均随污染等级升高而升高;不同污染等级下均为石化区OFP(743.7—1474.9μg·m^(-3))大于市区(156.9—378.1μg·m^(-3))和南部山区(113.4—168.7μg·m^(-3)),3个区域均是芳香烃OFP占比最大,其次为烯烃,说明芳香烃和烯烃类VOCs对臭氧生成的贡献最大,其中OFP贡献最大的单体为间/对-二甲苯;MCM模拟结果表明石化区O_(3)净生成速率(33.51×10^(-9)·h^(-1))最高,其次为市区(22.97×10^(-9)·h^(-1))和南部山区(3.91×10^(-9)·h^(-1));石化区的1-戊烯、甲苯、异戊二烯、间-乙基甲苯和邻二甲苯,市区的1-丁烯、间/对-二甲苯和顺式-2-丁烯,南部山区的顺式-2-丁烯、异戊二烯、反式-2-丁烯相对增量反应活性(RIR)较大,对臭氧生成的影响较为明显.PMF模型解析结果表明济南市区夏季燃烧源、移动源和餐饮油烟源对VOCs贡献较大.

外浮顶储油罐静储过程VOCs排放影响因素研究

为解决原油罐储过程中VOCs排放问题,从理论计算油田现场储罐进VOCs损耗量出发,定性分析大气温度、太阳辐射以及风速对储罐排放VOCs的影响,并基于不同影响因素对VOCs排放的影响方式给出解决办法。在原油外浮顶储罐静储过程VOCs排放的主要影响因素定性分析过程中,发现随着太阳辐射强度的增大、大气温度的升高和风速的增快,储罐VOCs损耗量也随之增加。考虑到太阳辐射、大气温度对储罐VOCs排放的影响,建议采用隔热涂层和加装反光条措施进行减排;在应对风速影响方面,采取消除液面上的气体空间和设置呼吸阀挡板进行减排。

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。

基于走航监测的某医化园区VOCs排放特征研究

现在工业化发展进程越快,对空气污染的影响就越大,其中挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)的排放就是重要的污染源之一。医化园区作为重要的生产和制药基地,其VOCs的排放管理亟待加强。本研究通过广州禾信仪器有限公司的SPIMS-2000联机设备在2021年7月—2021年12月期间对T市主城区及H医化园区进行走航监测,对比分析不同区域、不同时段VOCs浓度的变化。结果表明,H医化园区路段TVOCs浓度显著高于主城区,主城区相对清洁,VOCs污染集中于H医化园区。对异常高值点进行了统计,并对其中的重要物质进行了鉴定。结果表明,Q化工园区南部区域整体洁净,TVOCs浓度为3349μg/m^(3),主要成分为甲苯,来自Q化工厂区排放。J制药南岸主要污染物为二甲苯,污染物主要来源是因为J医药厂房装修油漆喷涂过程中溶剂挥发的影响,属于无组织排放。总体来看,H医化园区的VOCs排放对T市主城区影响较小。

碱处理改性ZSM-5分子筛孔结构对VOCs吸附性能的影响

采用氢氧化钠和四丙基氢氧化铵混合碱溶液处理制备一系列改性ZSM-5分子筛,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N_(2)吸附、水接触角测定等手段对改性样品进行了分析表征,采用固定床吸附器对比评价5A、NaY和不同碱改性ZSM-5分子筛吸附剂对正己烷和乙酸乙酯的动态吸附性能。结果表明:氢氧化钠和四丙基氢氧化铵摩尔浓度均为0.2 mol/L的碱改性ZSM-5-G-3样品的比表面积及总孔体积分别为425 m^(2)/g和0.585 cm^(3)/g,比改性前高硅ZSM-5-G-1样品分别提高了17.7%和174.6%,介孔比表面积增加8.6倍,达到317 m^(2)/g,介孔体积增加12.3倍,达到0.531 cm^(3)/g;随着碱溶液浓度的增加,改性分子筛材料水接触角减小;25℃时,正己烷和乙酸乙酯在ZSM-5-G-3吸附剂床层上的穿透吸附量分别为76.99和101.08 mg/g,比改性前ZSM-5-G-1吸附剂床层分别提高了40.3%和17.4%。改性ZSM-5-G-3样品对挥发性有机化合物(VOCs)吸附性能的显著提高主要归因于碱改性提供了更多的吸附位和介孔结构。

基于改性粉煤灰材料的双滤筒VOCs吸附装置开发

针对挥发性有机物(VOCs)污染,基于改性粉煤灰材料的理化性质设计了一种新型VOCs高效吸附装置。采用改性粉煤灰为吸附剂,其成本低廉且再生操作简单;内外双滤桶设计大大增加了被处理气体和吸附剂的接触面积;旋转上升的气流设计使气压分配均匀,避免沟流的出现,减小死层厚度,提高吸附剂的利用率;设有再生装置,吸附剂可与滤筒整体更换,避免散料运输时造成二次污染。本装置贴近工业生产气体处理实际,是一种可实现VOCs高效捕集及回收、吸附剂反复利用的VOCs处理新工艺。

杭州市大气VOCs组成特征及二次污染生成贡献

利用2021年1~12月杭州市城区大气VOCs的观测数据,分析了VOCs化学组成及其污染特征,运用正交矩阵因子分解法(PMF)进行VOCs来源解析,并利用最大增量反应活性(MIR)和气溶胶生成系数(FAC)估算VOCs的臭氧生成潜势(OFP)和二次有机气溶胶生成潜势(AFP),量化评估其二次污染生成贡献.结果显示,观测期间杭州市大气VOCs体积分数均值为30.65×10^(-9),烷烃和卤代烃是其主要组分,分别占49.23%和24.47%,浓度排名前10的VOCs物种主要为C_(2)~C_(4)的烷烃、C_(7)~C_(8)的芳香烃和乙烯.源解析结果显示杭州市VOCs主要来源为燃烧源、溶剂使用源、工业排放源、油气挥发源和机动车尾气排放源.杭州市大气VOCs的总OFP为50.56×10^(-9),其中乙烯、1-乙基-3-甲基苯和甲苯是其主要贡献组分.芳香烃对AFP的贡献达到91.52%,是最重要的SOA前体物.因此,控制机动车尾气排放和溶剂使用过程中产生的VOCs对防控O_(3)污染以及SOA污染具有重要意义.

加油站及周边空气中VOCs物种构成与示踪特征

选择典型城市区域加油站,在汽柴油加油口及周边开展VOCs样品采集与物种构成分析,探究加油站排放VOCs的标识性物种,根据加油站周边区域VOCs物种浓度与比值在空间梯度上的变化评估关键物种的示踪作用与转化规律.结果表明:加注汽油排放VOCs主要组分为烷烃(70%~72%)、烯烃(13%~14%)和含氧有机物(11%~12%),主要物种为异戊烷(20%~24%),其它C4~C6类烷烃也是高占比物种;加注柴油排放VOCs中烷烃是主要成分,占VOCs总量的70%~72%,其次是烯烃和含氧有机物,分别贡献13%~14%和11%~12%,芳香烃占比为2%~3%,异戊烷(17%~21%)和正丁烷(15%~17%)含量较高,低碳C2~C4类烷烯烃和较重高碳C7~C12烷烃的比例高于汽油.加油站下风向受体区域受加油站排放影响明显,与单一物理扩散模型的结果对比,发现烯烃类物种在实际传输过程中已发生明显光化学反应,特征物种比值在距离加油站大于70m的区域外开始接近机动车尾气的比值范围并趋于稳定,超出此范围加油站排放贡献影响可能较小.

京津冀包装印刷行业VOCs深度综合减排治理技术研究

通过深入研究京津冀地区包装印刷企业的分布情况和VOCs排放现状,分析了各种措施的有效性及技术的先进性,提出了适合国内包装印刷行业中小企业的既满足达标排放又经济适用的技术路线,制定了京津冀包装印刷行业VOCs深度综合减排治理技术方案。

苹果等6种经济林不同时期果实BVOCs成分分析

为探究常见经济林树种不同时期果实在自然状态下释放植物源挥发性有机物(BVOCs)组成成分差异,并分析其香气类型,选取苹果、桃、李、梨、山楂和枣6种经济林树种为研究对象,采用动态顶空采集法收集释放的BVOCs,结合自动热脱附-气相色谱/质谱联用技术进行BVOCs分析。结果表明,6种果实膨大期和成熟期均检测出12类BVOCs,组分总数量前者(305)大于后者(275),2个时期果实释放烷烃类、烯烃类、芳香烃类、酯类和醛类BVOCs占比最大;不同时期6种果实有10种共有BVOCs为2,2,4,6,6-五甲基庚烷、正十九烷、a-柏木烯、正戊醛、庚醛、辛醛、天然壬醛、癸醛、苯乙酮和庚胺醇;苹果、桃、李和梨随着果实生长发育BVOCs成分数量减少;不同时期6种果实香韵涵盖香型有差异,并随果实生长发育,青草香、果香、檀木香、醛香和柑橘香占比明显增加。表明不同时期6种经济林植物果实释放BVOCs组成成分和相对含量差异明显,在果实成熟期,主要香气BVOCs成分相对含量较高,是果实香精开发的最佳时期。

漯河市城区秋季VOCs污染特征及来源解析

该文利用2021年11月5-11日漯河市3个市区点位环境挥发性有机物(VOCs)手工采样数据,开展VOCs污染特征和来源解析,识别臭氧生成潜势(OFP)和二次有机气溶胶生成潜势(SOAFP)的关键物种及污染源。结果表明,监测期间漯河市TVOC平均体积分数为51×10^(-9),以OVOCs(36.1%)和烷烃(30.7%)贡献为主,空间变化为三五一五工厂>水利局>卫健委。OFP均值为348.8μg/m^(3),各点位贡献前10物种以芳香烃和OVOCs为主,移动源是贡献最高的排放源;SOAFP均值为1.8μg/m^(3),各点位均为芳香烃贡献最大,移动源是主要贡献源类。正定矩阵因子模型解析结果显示,移动源(25.4%)、油气挥发源(18.9%)、溶剂使用源(18.6%)、工业排放源(17.5%)和燃烧源(15.1%)是市区大气VOCs主要排放源。

PM_(2.5)与O_(3)协同控制下VOCs的时空污染特征研究进展

近年来,臭氧(O3)和PM_(2.5)已成为影响空气质量的首要污染物,而挥发性有机物(VOCs)作为二者的重要前体物质,是PM_(2.5)和臭氧协同控制的关键。因此研究VOCs的时空污染特征已成为环境污染控制和生态环境风险评估中的研究热点。本文探讨了VOCs排放与PM_(2.5)和O3的相关性,以及不同排放源下VOCs浓度的时空变化规律,以期为碳中和远景下的VOCs治理工作提供重要的参考。

2D和3D培养肺细胞释放VOCs的质谱检测比较研究

挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)作为一种潜在的癌细胞标志物被广泛研究。目前,体外细胞多采用二维(two-dimensional,2D)贴壁培养方式,这与体内肿瘤细胞呈三维结构存在差别。本实验分别以肺癌细胞A549和肺上皮细胞BEAS-2B为例,构建三维(three-dimensional,3D)培养模型,并以2D模型和培养基作为对照,利用固相微萃取气相色谱-质谱(solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,SPME-GC-MS)法检测细胞释放的VOCs。通过非靶向统计分析细胞在2D和3D培养中释放的差异性VOCs,其中A549细胞有4种(乙酸、1-吡咯啉、4-甲基庚烷、2,4-二甲基-1-庚烯),BEAS-2B细胞也有4种(乙醇、1-吡咯啉、4-甲基庚烷、2,4-二甲基-1-庚烯)。与2D模型相比,这些VOCs在3D模型中的释放量增加了2.11~12.81倍。此外,还讨论了差异性VOCs可能的生化来源以及在2D/3D模型中释放量差异的可能原因。本工作证明了3D培养在体外细胞VOCs检测方面具有广阔的应用前景,有望成为癌症标志物筛查有价值的研究平台。

VOCs催化燃烧整体式催化剂及涂层材料研究进展

催化燃烧法是当前处理VOCs最具有发展前景的技术之一,其技术的关键在于催化剂.整体式催化剂具有优异的传质、良好的热稳定性、高比表面积、床层压降低、催化效率高、机械性能好、易于装卸和维修等特点,是目前实现工业VOCs治理最理想的催化剂.我们概述了用于VOCs催化燃烧反应的整体式催化剂及其涂层材料的研究现状,并展望了未来的发展趋势.

常州市人造板行业VOCs排放特征及臭氧生成潜势研究

为研究常州市人造板制造行业挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)的排放特征,本文基于苏玛罐采样和气相色谱-质谱/氢火焰离子化检测器(GC-MS/FID)联用技术,选取两家人造板典型生产企业,分析其不同生产环节(制胶和浸胶)车间空气中VOCs的含量和成分谱。结果表明,118种VOCs被检出,涉及芳香烃、卤代烃、烷烃、烯烃、含氧有机物及其他(乙炔和二硫化碳)等6大类,其中生产车间VOCs浓度高达593.71μg/m^(3),特征污染物为甲醛、丙醛、乙酸乙酯;制胶和浸胶环节VOCs组分相差无几,但排放浓度差距明显;含氧挥发性有机物(Oxygenated Volatile Organic Compounds,OVOCs)和芳香烃是未来人造板制造行业需要重点管控的对象。

VOCs催化燃烧催化剂抗SO_(2)中毒研究进展

在VOCs催化氧化过程中,二氧化硫易与反应物在催化剂活性位点上产生竞争吸附行为,且能够与活性物种或载体反应生成硫酸盐使催化剂中毒,严重影响了催化氧化反应的效率.我们总结了催化剂的SO_(2)中毒行为,概括了目前在贵金属、非贵金属催化剂的设计中应用较为广泛的抗SO_(2)中毒措施,如助剂掺杂、双金属体系构建、载体改性、核壳结构设计等,剖析了催化剂酸性位的增强、结构的稳固、壳层保护等抵御SO_(2)吸附与反应的原理,并对VOCs领域内抗SO_(2)中毒催化剂的设计进行了总结与展望.

山楂和枣释放BVOCs组分生长季动态变化特征研究

【目的】探究北京地区经济林树种山楂和枣不同时期释放植物源挥发性有机物(BVOCs)组成成分的变化规律,以及两者释放有益BVOCs特征。【方法】采用动态顶空采集法收集释放的BVOCs,结合自动热脱附-气相色谱/质谱联用技术进行分析。【结果】在整个生长季从山楂叶中共检测出12类328种BVOCs,从枣叶中共检测出12类301种BVOCs,枣叶释放类别的数量与山楂叶相同,释放种类少于山楂叶,两树种均在9月释放类别最多;山楂叶和枣叶主要释放烷烃类、烯烃类和芳香烃类、酯类和醇类BVOCs;枣叶主要释放烷烃类、烯烃类、芳香烃类、酯类、醛类和醇类BVOCs,其中天然壬醛山楂叶和枣叶每月都有释放,但枣叶每月释放BVOCs的种类更加丰富;山楂是烯烃类夏季高释放量树种,枣是春季芳香烃高释放量树种;从山楂叶中共检测出烯烃类、芳香烃类、酯类、醛类、有机酸类、酮类、醇类和酰胺类8类43种有益成分,而枣叶不释放酮类,释放种类总数量比山楂叶多。【结论】两个树种释放烯烃类有益BVOCs在总有益BVOCs成分中占比最大,以释放对薄荷-1(7),3-二烯、α-蒎烯、罗汉柏烯、3-蒈烯、右旋萜二烯为主,夏季是山楂叶和枣叶释放有益BVOCs组分的主要季节,两者均在7月达到最大值。总之,树种释放BVOCs成分呈明显的季节性变化,尤其是山楂叶释放总有益BVOCs最大值超过60%。

贵金属单原子催化剂用于VOCs催化氧化研究进展

作为形成细颗粒和臭氧的主要前体物,挥发性有机物(VOCs)对大气环境的影响尤为突出,贵金属负载型催化剂应用于VOCs的催化氧化能耗较低而被广泛应用,传统纳米催化剂存在原子利用率低、产物选择性差、成本高的问题,但单原子催化剂在此过程中展现出巨大的潜力。该文阐述了近10年贵金属负载型单原子催化剂的合成策略、结构特点,重点关注制备方法的不同带来了贵金属与载体间的结合方式的差别以及造成它们在VOCs的催化氧化活性的明显差异,同时从理论计算的角度剖析催化性能与金属/载体间相互作用关系,并分析其催化机理,针对贵金属单原子催化剂在高效去除VOCs中存在的问题进行总结并提出未来的发展方向。

咸宁市臭氧污染日VOCs组成及来源

该研究利用在线监测仪器获取了咸宁市2021年6-8月环境大气中107种挥发性有机化合物(VOCs)小时浓度数据,对比研究了咸宁市臭氧污染日与非污染日VOCs组成及来源。观测期间,VOCs臭氧污染日平均浓度为16.6×10^(-9),非污染日平均浓度为13.9×10^(-9)。臭氧污染日各类VOCs浓度占比大小为烷烃(31.3%)>丙酮(25.6%)>卤代烃(13.6%)>OVOCs(8.8%)>烯烃(7.6%)>乙炔(6.9%)>芳香烃(6.2%)。利用最大反应增量估算了各类VOCs对臭氧生成潜势贡献大小,具体为烯烃(49.4%)>芳香烃(16.2%)>OVOCs(13.9%)>烷烃(11.6%)>乙炔(4.3%)。将监测数据输入PMF模型,结果显示,污染日VOCs最主要来源为机动车排放源及工业排放源,非污染日VOCs最主要排放源为机动车排放源。