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。

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。

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.

基于TMVOC模拟的大气压力波动对土壤中苯迁移转化影响研究

为探究大气压力波动下苯系物(BTEX)的迁移转化规律,提升石化污染场地土壤地下水污染治理水平,以西北某炼化场地为研究对象,结合室内土柱试验与TMVOC软件模拟,开展BTEX泄漏模拟,研究不同大气压力波动幅度下苯在包气带与含水层中的迁移转化规律。结果表明:大气压力循环波动会引起包气带中的气相苯发生相间非平衡态迁移,导致气相质量分数增加0.1%~0.5%;非水相液体(NAPL)污染物转化为气相污染物,进而通过大气挥发是主要的质量损失方式,该转化会造成场地及周边的大气环境污染;同时大气压力波动的幅度与气相转变发生时间存在负线性相关关系。研究显示,大气压力波动显著影响了苯的相态转化与迁移过程,促进了苯的相态转化,使得更多的苯转化为气相,造成大气环境污染。

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。

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。

铁路客车非金属材料VOCs释放规律试验研究

为了研究温度对铁路客车典型非金属材料中挥发性有机化合物释放量的影响,基于多气固比法和数据拟合法,对典型非金属材料(重防腐涂料、地板布、玻璃纤维增强塑料)的挥发性有机化合物释放规律进行了试验研究.首先,分别测量了4种不同气固比条件下的挥发性有机化合物浓度,得到挥发性有机化合物释放关键参数(初始可散发浓度和分配系数);然后,结合车辆工艺和运用场景,研究不同温度对挥发性有机化合物释放规律的影响.研究结果表明:材质的物理化学性能和温度是影响挥发性有机化合物释放特性的重要因素;温度从16℃升高至55℃,苯系物和醛类散发浓度均呈减小的趋势,重防腐涂料的初始可散发浓度减小为1.8%,其分配系数减小,地板布和玻璃钢的初始可散发浓度减小至0.3%以下,地板布的分配系数增大,玻璃钢的分配系数减小;苯系物是挥发性有机化合物的主要成分,其中以苯乙烯占比最大,甲苯、乙苯以及二甲苯占比排序规律不明显,并且未检测出苯;在铁道车辆烘焙法环保净化处理时,建议重防腐涂料的烘焙温度不小于55℃,地板布和玻璃钢的烘焙温度不小于45℃.

成都市餐饮源VOCs排放特征

为研究成都市餐饮源VOCs排放特征,建立成都市餐饮源114种VOCs成分谱,本研究选择11个监测对象进行VOCs组分分析,并探索餐饮源VOCs全组分特征.结果表明,餐饮源VOCs中烷烃占比为23.12%—30.29%,烯烃占比为8.61%—25.78%,芳香烃占比为0.16%—5.86%,卤代烃占比为0.86%—13.82%,OVOCs占比为28.02%—63.77%,其他占比为2.02%—8.26%.OVOCs、烷烃和烯烃3类占比最高,3类污染物累计质量浓度百分比在75%以上,是餐饮源重要的污染物类型.餐饮源排名前10的VOCs分别是丙烯醛(11.12%)、乙烷(9.87%)、乙醛(9.51%)、丙酮(9.34%)、乙烯(7.86%)、正戊烷(5.74%)、乙炔(5.01%)、丁二烯(4.64%)、顺式-1,3-二氯-1-丙烯(3.40%)和乙酸乙酯(3.04%),是餐饮源的特征污染物.餐饮源全组分分析得到OVOCs的代表性物质为反式茴香脑和芳樟醇等,烯烃代表性物质为长叶烯和柠檬烯等,烷烃代表性物质为正十五烷和正庚烷等,为完善餐饮源成分谱物种、探寻餐饮源特征污染物的研究提供参考.采用FAC法计算餐饮源VOCs二次有机气溶胶生成潜势.餐饮源SOA生成潜势为1220.7μg·m^(-3),芳香烃SOA生成潜势贡献率为93.1%,烷烃SOA生成潜势贡献率为6.9%.

我国石化储罐VOCs安全高效深度减排、回收和热氧化技术进展

全面总结了石化储罐VOCs产排机理、排放特征以及VOCs减排、回收和热氧化技术进展,并提出了意见和建议,希望对我国石化储罐VOCs深度减排有所裨益。石化储罐除大小呼吸产气外,还有高温重油储存热裂解等产气现象。在计算储罐排气中可燃物浓度时不应忽视硫化氢、甲烷、氢气、氨等组分。目前,中美储罐VOCs管控都以选择浮顶罐等源头减排为主,以储罐使用过程控制和排放气末端治理为辅,我国应适时修订现行标准,以适应越来越严的环保要求。核算得出2019年我国有机液体储罐VOCs排放量为(39.2~90.4)×10^(4)t,主要来自石化企业,建议将粗柴油、粗汽油、粗航煤、蜡油、燃料油、渣油等中间产品罐或重油罐与苯、甲苯、二甲苯、甲醇等储罐一起列为优先管控对象。建议我国开展石化储罐VOCs深度减排,包括源头减排、过程控制和末端治理,内浮顶罐内置气袋有可能成为继浮盘之后又一重要的源头减排技术;低温柴油吸收与吸附、冷凝相比,在处理含硫量较高的粗汽油、粗柴油、高温重油等储罐废气上具有优势。总体上,我国石化储罐外排VOCs治理正在从回收向回收+热氧化(催化氧化、蓄热氧化、焚烧炉、工艺加热炉、锅炉)转变,控制热氧化单元出口非甲烷总烃小于20mg/m^(3)。

炼油企业污水处理场VOCS治理技术应用与分析

近年来,石化行业VOCS治理已成为国家环保部门管控重点。因此,中国石油将旗下炼化企业VOCS治理成效列入环保重点检查和考核指标。由于炼化企业VOCS治理设计规范与相关标准出台相对较晚,炼化企业VOCS治理所运用的工艺各不相同,治理效果参差不齐。通过对某石化企业污水场VOCS治理工艺研究与分析,提出相应的改进措施及建议,为炼化企业污水场VOCS治理工艺应用提供技术支持。

儿童地垫产品中5种VOCs暴露及健康风险评估

为探讨儿童地垫产品中不同挥发性有机物(VOCs)的浓度及对健康的影响,通过顶空-气相色谱质谱仪对儿童地垫中挥发性有机物进行筛查,采用气袋法研究不同材质、不同温度对儿童地垫中挥发性有机物释放浓度的影响,并运用蒙特卡洛模拟的方法对其进行健康风险评估。结果表明,地垫中含有多种具有一定毒性的VOCs,这些有机物的释放与材质关系不大,但是与温度有着显著的相关性,温度越高,释放浓度越大。当运用蒙特卡洛方法对儿童地垫中甲苯、二甲苯、正丁醇、丙酮、2-丁酮5种物质进行吸入性风险评估时,在95%的置信区间范围内,正丁醇的风险值为1.65,超过了风险值,其他物质的风险值均<1,健康风险较小。

我国内墙涂料VOC与SVOC含量的分析及建议

内墙涂料中的VOC和SVOC对室内和环境空气质量都有负面影响,通过产品标准限值管控已成为趋势。但国内尚无定量的内墙涂料SVOC含量限值要求,基于实测的VOC、SVOC含量的协同研究存在空缺。本研究抽选了52个来自不同渠道、厂商、等级的具有代表性的内墙涂料样本,对其VOC和SVOC含量进行了测试分析。结果显示,69%内墙涂料同时检出VOC和SVOC,且VOC含量低于SVOC含量。VOC含量、SVOC含量分别在0~10 g/L、40~50 g/L区间段出现频次最高。一等品中SVOC指标偏高,检出率、含量均大于合格品,添加高沸点助剂情况最为明显。内墙涂料应协同限制VOC和SVOC含量,建议在后续工作中首先明确涂料产品中SVOC及其含量指标定义,将SVOC含量限值纳入内墙涂料产品质量管控指标,并同步开展涂料中活性物质及其对环境空气质量影响的研究。

低VOC麻纤维增强复合材料制备技术

麻纤维增强热塑性复合材料具有轻质、环保、耐冲击等特点,是极具附加值与潜力的材料。但传统麻纤维复合材料存在纤维分散不均、挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOC)大量释放等问题,制约了麻纤维复合材料的规模化应用。介绍了麻纤维固相共混热致复合的材料制备方法、麻纤维表面处理技术、麻纤维复合材料一步法制备技术、麻纤维热塑性复合材料一体化成型等制备工艺,并对天然麻纤维增强复合材料的规模化应用进行了展望。

船舶分段涂装VOCs治理装备节能降耗技术

随着地方环保排放标准的提高,船舶骨干企业相继进行了船舶分段涂装挥发性有机物(VOCs)治理装备升级改造,满足了上海、江苏等地的环保排放标准要求,大幅减少船舶分段涂装VOCs排放量,但同时船舶分段涂装VOCs治理装备运行能耗大幅提高,增加了船舶企业涂装成本与企业负担,给船舶企业的运营带来了压力。如何降低船舶分段涂装VOCs治理装备运行能耗成为了重中之重。对船舶分段涂装VOCs治理装备节能降耗技术进行探讨,相关节能降耗技术的推广应用将会降低船舶涂装能耗,降低船舶企业运行成本。

催化剂改善聚氨酯软泡气味与VOC的研究

研究了不同胺类催化剂对聚氨酯软泡发泡前后醛含量的影响,以及长期储存时催化剂本身醛含量的变化和泡沫气味问题。结果表明,由于催化剂RZETA特殊的环状结构以及伯羟基作为反应基团,减少了胺类与醛类化合物的散发,有效地解决催化剂所引起的泡沫异味问题。

石家庄市VOCs污染特征及其对臭氧的影响分析

以石家庄市为研究区,利用臭氧生成潜势的计算方法,探讨VOCs污染特征和挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)对臭氧的影响。结果表明,臭氧浓度与VOCs浓度存在显著关联,VOCs中日平均浓度前3类为烷烃、醛酮类、卤代烃;臭氧生成潜势前3位物质为异戊二烯、甲基丙烯酸甲酯、顺-1,3-二氯丙烯。

基于GA/PSO BP神经网络的石家庄VOCs环境浓度预测模型研究

为了提升挥发性有机物(Volatile Organic Components,VOCs)的预测精度,在反向传播(Back Propagation,BP)网络结构的基础上使用优化算法分别为遗传算法(Genetic Algorithms,GA)优化BP神经网络(GA BP)和粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)优化BP神经网络(PSO BP)对VOCs质量浓度进行预测。首先,对污染物及气象因子进行筛选。采用相关性分析法及逐步回归法进行分析筛选,并筛选出合适的输入变量。其次,建立BP神经网络结构。利用BP、GA BP、PSO BP神经网络,以石家庄市2022年夏季污染数据为样本对VOCs质量浓度进行预测。结果显示,经相关性分析及逐步回归法筛选,将PM_(2.5)质量浓度、O_(3)质量浓度、NO_(2)质量浓度、温度、相对湿度作为输入变量。经预测结果对比,PSO BP神经网络模型的预测精度较高,烷烃、烯烃、芳香烃和含氧烃实测值与预测值之间的拟合程度(R^(2))分别为0.80、0.55、0.78、0.67。研究结果可为日后VOCs污染预报预警提供理论参考。

气候箱法测定家具VOC释放量的不确定度

采用VOC气候箱法和气相色谱-质谱法(GC-MS)对家具产品中释放的挥发性有机化合物(VOCs)进行测定,对不确定度进行量化和评定。随着分析技术的快速发展,社会对测量精度和准确性要求越来越高,但由于受测量工具和环境因素等干扰,测量值与真实值存在一定偏差,而测量不确定度给出测定结果的合理范围,提高了测量结果对样品进行评定的准确性。VOC释放量不确定度测定中引入不确定度的因素有多个,如:采气过程、标准曲线拟合、标准物质、VOC气候箱内部环境、重复性测定过程等。以甲苯作为典型化合物分析,家具的甲苯释放量为0.0136mg/m^(3)时,扩展不确定度为0.0042mg/m^(3)。分析结果表明,标准曲线拟合和VOC气候箱内部环境产生的不确定度是主要因素。

2020年春节前后上海市典型石化园区大气VOCs特征及来源分析

于2020年1月1日—3月31日,采用TH-300B型气相色谱氢火焰离子化检测器/质谱联用(GC-FID/MS)在线分析仪对上海市典型石化园区大气挥发性有机物(VOCs)进行了连续自动观测,测定了包括含氧挥发性有机物在内的102种VOCs,分析了不同阶段VOCs的组成特征、日变化特征、大气光化学活性及来源变化。结果表明,春节期间,上海市典型石化园区φ(VOCs)为17.1×10^(-9),较春节前下降59.0%;与溶剂使用和石化化工相关的芳香烃和卤代烃贡献率下降明显,芳香烃贡献率由17.7%下降至11.1%,卤代烃贡献率由13.7%下降至8.8%;臭氧生成潜势显著下降,关键活性组分为乙烯、甲苯、丙烯、间/对二甲苯和正丁烷。VOCs来源分析结果显示,春节前,观测点位主要受附近石化园区和精细化工园区人为源排放和机动车尾气的共同影响;春节期间,观测点位主要受石化排放、机动车尾气排放、溶剂使用以及燃烧过程等多源的综合影响,但溶剂使用企业排放的影响明显减弱;逐步复工阶段,精细化工园区排放的影响开始逐步增加,但尚未完全恢复至春节前的活动水平。对比分析了石化园区的管控措施对VOCs浓度变化及光化学活性的影响,以期为后续VOCs减排与控制措施的制定提供科学支撑。