精细化工园区大气常规污染物和VOCs立体监测的研究

精细化工是当今发展最迅速的化工领域之一,我国化工厂"退城入园"导致精细化工园区内企业密集,化学试剂使用量大,且生产工艺复杂,生产中大气污染物无组织排放点众多,严重影响区域环境空气质量,但目前缺乏系统长期在化工园区进行大气污染特征的研究.本论文研究了以精细化工为特色的某化工园区大气污染分布特征及来源,本文在某化工园区进行近地面大气污染物网格化监测,质子转移反应飞行时间质谱(PTR-TOF-MS)走航监测以及无人机(UAV)搭载吸附管采样分析挥发性有机物(VOCs)垂直廓线的研究,系统地分析了园区大气污染物的立体分布情况和演变规律. 利用某化工园区内30个微型环境空气质量监测站(简称"微站")在2019年12月~2020年11月监测的大气污染物浓度(O3,NO2,TVOCs,CO,PM2.5和PM10)以及气象参数,分析各污染物的时空变化特征.某化工园区内NO2,CO,PM2.5和PM10浓度呈现冬季高,夏季低的季节性变化趋势.O3浓度日变化呈现单峰模式,在15:00达到峰值;NO2和TVOCs浓度与O3呈现相反趋势;CO,PM2.5和PM10浓度日变化峰值出现在07:00~09:00和21:00~22:00,可能与早高峰车流量大和夜间大型机动车进出园区有关.O3,NO2和TVOCs浓度在空间分布上存在显著的负相关性,表明O3的大气光化学反应是受局地污染影响显著的污染过程;根据各污染物浓度空间分布获知某化工园区中心和南侧区域大气污染较为严重.在新冠疫情疫情期间,由于企业生产规模减小,NO2,TVOCs,CO和PM浓度较疫情前下降,但O3浓度上升. 使用PTR-TOF-MS走航车观测了某化工园区VOCs地面分布特征,并对污染严重区域和企业的VOCs组成,臭氧生成潜势(OFP)和来源进行解析.走航期间共定量48种VOCs,其中1,3-丁二烯和乙酸乙酯是园区走航区域内浓度最高的物质,氯仿和二甲苯是A药业内浓度最高的物质.走航观测期间在园区内OFP贡献最大的物质为1,3-丁二烯,戊烯和二甲苯等高活性烯烃和芳烃.利用正矩阵因子分解模型(PMF)解析了走航期间某化工园区VOCs的五个主要来源,分别为工业排放(22.9%),二次生成(22.9%),溶剂使用(15.9%),汽车尾气(15.0%)以及石油和天然气燃烧(12.0%),其中汽车尾气对OFP的贡献最大. 通过UAV搭载吸附管采样,获得VOCs垂直浓度数据,分析了高空VOCs的组成特征,垂直廓线和OFP.某化工园区垂直大气样品中VOCs浓度范围在72.8~152.7ppb,其中卤代烃浓度最高.大气污染物浓度基本上随高度增加先增后降,总体上在100m处污染物浓度最高,这可能受逆温现象影响.白天,在100~300m范围内异戊二烯,甲苯,异戊烷和一溴二氯甲烷浓度下降速率与·OH反应常数成正比.夜晚异戊烷,一溴二氯甲烷和甲苯可能受区域运输影响,在300m处浓度较高.09:00时,TVOCs浓度在一天中最高,且由于午后高温溶剂挥发增加导致TVOCs浓度在14:00高于17:00.监测期间,1,2,3-三甲苯,1,4-二乙苯,1-丁烯是对OFP贡献最大的物质.根据以上研究结果,认识到大气污染物的形成机理,为化工园区大气污染防控提供科学依据和数据支撑.

某化学工业园区重点行业企业VOCs污染问题初探

针对某化工园区重点行业企业挥发性有机物(VOCs)污染问题,通过对其中50家企业的原料,设备,数据调查以及现场考察,总结其VOCs的使用种类与数量,治理设备与排放情况.对一些典型VOCs排放企业分析,提出针对性减污措施.根据化工园区的VOCs特点与危害性,提出管理,控制,治理等方面的建议.

工业园区综合废水特征污染物(挥发性有机物,持久性有机物)监测与组合处理工艺(A/O-MBR)应用研究

工业园区废水中的特征污染物监测与组合处理工艺应用研究,是为了更好地解决工业园区废水特征污染物的监测与治理问题.本研究采用多因子协同监测方法,对工业园区综合废水中的挥发性有机物,持久性有机物(VOCs),多环芳烃(PAHs),重金属(铜,铅,锌,镉等)等特征污染物进行了全面监测.根据特征污染物的监测结果,选取某工业园区进行工艺应用研究,通过试验验证了A/O-MBR组合工艺的处理效果,并对该工艺应用后出水水质的稳定性与经济性进行了评估.研究结果表明,该工艺具有较好的处理效果,且运行稳定,可靠.

基于多通道分布式VOCs在线监测质谱系统精准识别企业污染源

建立一套适用于工业园区VOCs无组织排放的监管溯源系统,该系统通过多通道分布式质谱在企业内部和厂界进行多个在线监测点位连续监测,实现对VOCs的无组织排放污染源的初步识别.监测数据结合正交矩阵因子分解(PMF)模型和二元条件概率函数(CBPF)方法精准识别园区内不同范围尺度的污染源.该系统成功应用于台州市化工园区内某医药化工厂,并对于该厂区10个监测点位进行了为期3个多月VOCs在线监测,运用PMF模型解析厂区环境大气VOCs的污染源因子,再结合CBPF方法识别各个污染源因子的地理位置信息.结果表明,在监测期间氯苯排放的贡献率和预警次数远大于其他物种,相对于其他物种,丁烯的异常排放频率更高,甲苯的异常排放频率较低;在浓度排名前10的物种中,只有氯苯在不同监测点位中有明显的浓度变化;园区环境空气中VOCs来自于丁烯排放,甲苯排放,氯苯排放,溶剂使用,涉硫工艺和工业生产;基于各污染源因子相对于10个监测点位的CBPF结果区分了厂区的本地污染源和外部污染源,并识别出了本地污染源的具体位置和外部污染源的传输方向.

合肥市工业园区秋季VOCs组分特征及其源解析

随着合肥市经济的快速发展以及城镇化,工业化所带来的能源消费持续增长, 以臭氧 (O3),细颗粒物 (PM2.5) 为主的区域复合型大气污染问题日益凸显.为了解合肥市工业园区大气挥发性有机物 (VOCs) 污染特征及来源, 于 2021 年9―11 月对合肥市某工业园区大气质量进行加强监测, 对VOCs的组分特征,浓度水平,来源分析和反应活性等 方面进行了分析.结果表明, VOCs平均体积分数φ(VOCs) 为 (40.64 ± 8.83) × 10-9, 其中烷烃,含氧挥发性有机化合物 (OVOCs) 占比较高, 分别为34.2%和26.3%.在一天中总挥发性有机化合物 (TVOCs) 浓度随时间呈典型的双峰型变 化, 在09:00 和19:00 达到峰值, 16:00―17:00 左右达到一天中最低值.本研究采用PMF模型对VOCs 进行源解析, 解析结果显示机动车排放源 (25.7%),工业排放源 (24.9%),溶剂挥发源 (19.6%),燃料挥发源 (18.6%) 和生物质燃烧排 放源 (11.3%) 是观测期间VOCs的主要来源.VOCs臭氧生成潜势 (OFP) 为233.05 μg/m3, 其中OVOCs贡献最大, 占比 36.33%.

有机液体装卸环节VOCs排放对环境和健康影响研究

近年来,臭氧(O3)污染对全国各地环境空气质量的影响十分突出,挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,简称VOCs)是O3的重要前体物之一.近期国家出台的各项文件指出企业需要针对挥发性有机液体储罐,装卸,敞开液面等10个关键环节进行VOCs污染治理,可见亟需对有机液体装卸环节进行治理.本文以某工业园区六家典型企业作为研究对象,开展有机液体装卸环节挥发性有机物排放特征研究,评估VOCs排放对环境和人体健康影响,为有机液体装卸环节VOCs污染控制提出建议,同时为其它地区有机液体环节VOCs综合污染整治提供参考.对典型企业进行排查发现,主要是进卸料组件,罐车顶部进料孔及人孔密封不严导致VOCs排放.为进一步量化对环境的污染,在装卸区域上下风向进行采样分析,利用最大增量反应活性值法(Maximum Incremental Reactivity,MIR)和VOCs源反应性(Source Reactivity,SR)评估装卸环节VOCs排放对环境影响,装卸过程中排放的物质主要为烯烃(41.57%)和芳香烃(34.97%),其次是含氧烃(10.63%),烷烃(8.23%),卤代烃(3.81%)和炔烃(0.78%);其中VOCs排放浓度最高的是TC化工,达到407.5μg/m3;6家典型企业装卸环节VOCs对O3生成潜势贡献为:烯烃(74.17%)>芳香烃(21.84%)>含氧烃(1.42%)>炔烃(1.29%)>烷烃(1.22%)>卤代烃(0.07%);有机液体装卸环节排放出VOCs的平均SR是其它企业生产过程中排放出VOCs的平均SR的2.33倍,可见该环节VOCs排放对环境影响不容忽视.采用美国环保局(United States Environmental Protection Agency,EPA)的健康风险评估方法,评估装卸时工人操作位置和休息位置VOCs可能造成的人体健康影响,结果表明:对人体致癌风险影响较大的为苯系物和烯烃,其中对人体致癌风险最高的是YY-5采样点中的苯,致癌风险达到1×10-4的9.22倍,其次是YY-4采样点中的1,3-丁二烯,对人体致癌风险为安全评价阈值的3.53倍;对于非致癌风险,GQ-2,GQ-3,YY-4和YY-5采样点非致癌风险是安全评价阈值1的1.59倍,2.15倍,6.14和4.07倍,其它企业装卸环节VOCs排放对人体产生的致癌和非致癌风险均在安全评价阈值内;另外环境空气中的1,2-二氯乙烷,三氯甲烷等对人体健康风险不容忽视.

工业园区典型VOCs污染过程精细化溯源

以上海某化工工业园区为目标区域,针对典型的大气VOCs污染过程,通过耦合高时间分辨率GC-MS在线监测,拉格朗日大气扩散模型,VOCs源谱及相似度分析等技术手段,开展了小尺度大气VOCs的精细化溯源.结果表明,针对敏感点监测到的VOCs高值时刻,拉格朗日大气扩散模型能够追踪主要的气团来向及企业潜在贡献,空间分辨率达到110m×110m;进一步结合受体-源谱之间的相似度分析,可以对潜在来源对象进行二次识别,高相似度企业余弦相似系数可以达到0.8以上(最高为1),溯源结果具有较高的精准度和可信度.