典型非石化城市大气中挥性有机物VOCS污染特征研究

摘要VOCs(VolatileOrganiccompounds)是一种以气态形式存在大气污染物，对人体健康和环境都具有严重的影响。随着中国经济和发展形势的复杂变化，随之而来的是环境问题也越来越复杂，近年来，VOCs排放量越来越大，而VOCs化学成分又相对比较复杂，治理过程相对繁琐，由此引起了人们的高度重视。目前，大气挥发性有机物污染防治成为环境治理的重要任务之一。研究挥发性有机物的组成成分及特征可以为研究VOCs来源、污染特征及管控策略提供重要的参考依据。本论文以某典型的非石化城市为研究区域,基于2019年冬季监测的72种VOCs物种，研究了非石化城市的挥发性有机物的污染特征，结合监测的VOCs数据，列出VOCs排放特征和成分谱特征并对其化学反应活性进行分析；据此得出了典型非石化城市大气挥发性有机物的污染防治对策。关键词：挥发性有机物，VOCs物种组成，浓度特征、活性分析。AbstractVOCs(volatileorganiccompounds)isakindofairpollutantsintheformofgas,whichhasaseriousimpactonhumanhealthandtheenvironment.WiththecomplexchangesofChina'seconomyanddevelopmentsituation,theenvironmentalproblemsarebecomingmoreandmorecomplex.Inrecentyears,theVOCsemissionsareincreasing,andthechemicalcompositionofVOCsisrelativelycomplex,andthegovernanceprocessisrelativelycomplicated,whichhasattractedpeople'sattention.Atpresent,thepreventionandcontrolofVOCpollutionhasbecomeoneoftheimportanttasksofenvironmentalgovernance.ThestudyonthecompositionandcharacteristicsofVOCscanprovideimportantreferenceforthestudyofVOCssources,pollutioncharacteristicsandcontrolstrategies.Thispapertakesatypicalnonpetrochemicalcityastheresearcharea,Basedon72VOCsspeciesmonitoredfrom2019inwinter,thepollutioncharacteristicsofVOCsinnonPetrochemicalcitiesandthesourceanalysisofVOCsintheatmospherearestudied.Inthispaper,thereceptormodelmethodisusedtoanalyzethesourceanalysisresultsofVOCsandcomparethemwithothercities.CombinedwiththeVOCsdatamonitored,theVOCsemissioncharacteristicsandcompositionspectrumcharacteristicsarelisted.ThepollutioncontrolmeasuresofVOCsintypicalnonPetrochemicalcitiesareputforward.Keywords:VOCs,VOCsspeciescomposition,activationanalysis.目录第1章引言 第1章引言1.1大气挥发性有机物（VOCs）概述1.1.1VOCs的定义和分类大气挥发性有机化合物（VolatileOrganiccompounds,VOCs）是常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物，按照世界卫生组织的定义，其沸点在50～260℃之间，室温下饱和蒸气压超过133.32Pa。大气中VOCs有很多种类，按照不同的分类标准可以分为不同的VOCs物种，具体分类如表1.1-1所示。表1.1-1VOCs分类标准分类标准物种VOCs来源一次VOCs、二次VOCsVOCs物种结构碳氢化合物、卤代烃、含氧有机物、含氧烃、含硫化合物VOCs物种沸点极易挥发性有机化合物、挥发性有机化合物、半挥发性有机化合物以及与颗粒物或颗粒有机物相关的有机物通常，根据VOCs物种的化学属性，可将VOCs分为以下几大类：烷烃类、烯烃类、芳烃类、醇类、酯类、醛酮类、酸和酸酐类、酰胺类。1.1.2VOCs的来源及危害VOCs的来源非常广泛，可以分为天然源与人为源。其中，交通源、燃烧源、工业源、化工源、溶剂使用源和天然源是目前VOCs来源的主要方面。VOCs对人体和环境的危害相当严重，因VOCs沸点低、易挥发、且具有一定的渗透性和脂溶性，而大多数VOCs物种具有毒理特性。首先， VOCs对人们健康的危害主要有：一些VOCs物种不仅会刺激人们的身体器官，使相应的系统病变而且某些毒性强的VOCs物种可致癌、致畸变；最后VOCs对环境的影响主要有：VOCs是臭氧的重要前提物质，可发生光化学反应，增强大气氧化性，形成光化学烟雾，使能见度降低，造成出行安全。1.2研究背景与意义随着中国化进程的加快，环境问题越来越成为人们关注的焦点，尤其近年来，大气挥发性有机物污染问题愈来愈严重，成为国家治理的重点任务之一。针对这一问题，有关政府部门发布了一系列相应的文件，这些文件以治理VOCs为中心，实现节能减排，随着经济的发展，各种工业源、溶剂使用源、移动源排放的污染物严重影响了大气环境，环境空气中VOCs、O3、NOX等污染日益严重，为此，本论文以采集到的VOCs数据为基础研究分析VOCs组成特征、检出率、整体浓度情况及光化学反应活性，从而提出VOCs综合治理建议。所获结论可为典型非石化城市污染防治提供重要参考，具有重要的科学意义和应用价值。1.3研究内容和技术关键基于以上背景，本项目进行典型非石化城市VOCs排放特征及管理策略课题研究。具体如下：（1）VOCs数据采集及组成特征在某市范围内布设VOCs采样点位，并进行采集，明确样品的化学组分，分析VOCs的组成特征。（2）主要污染源VOCs成分谱特征针对该市主要污染源开展样品采集与分析工作，并明确其VOCs主要种类，分析主要污染源VOCs成分谱特征。（3）VOCs活性分析采用因子加权法（MIR法）对该市典型行业的VOCs活性进行分析，从而得出VOCs中高活性物质，据此提出针对性治理建议。（4）VOCs重点行业治理建议基于1-3研究结果，提出针对性的VOCs治理建议。1.4研究流程路线研究流程路线图如图1.4-1所示VOCs整体浓度情况VOCs检出率数据分析VOCS成分谱特征OFP贡献计算VOCs综合管理建议样品采集样品处理与数据整理采样点的布设与选择图1.4-1研究流程路线图术路线图VOCs整体浓度情况VOCs检出率数据分析VOCS成分谱特征OFP贡献计算VOCs综合管理建议样品采集样品处理与数据整理采样点的布设与选择图1.4-1研究流程路线图术路线图第2章样品采集2.1VOCs样品采集2.1.1采样地点某市VOCs污染源附近的采样点位及潜在的VOCS污染源附近的采样点。2.1.2采样时间2019年冬季。2.1.3采样方法本研究的采样方法为SUMMA罐采样和便携式气相色谱质谱仪采样。（1）SUMMA罐采样SUMMA罐是一种空气采样罐，主要用来采集储存VOC气体。由此前的研究可知其灵敏度达亚ppb级，分析检出限为0.1ppbv，其运用的原理是，在采集样品前，罐内呈负压状态，开始采样时打开采样阀即可，当采样罐内外压力相等时采样结束，关闭采样阀。（2）便携式气相色谱质谱仪采样便携式气相色谱质谱仪采样，其灵敏度可达到ppt级。通过手持探头和加热进样管，将一定体积气相样品送入包含气相色谱仪和质谱仪的分析模件。色谱配制为以氮气为载气，柱温度范围为45~200℃，色谱柱为100%聚甲基硅氧烷固定相（30m×0.32mm×1.0m）。2.1.4质量体系保证制度实验室质量保证和质量控制要求为每一个目标分析物建立一条初始校准曲线。操作期间每24h分析一个校准标准样品，对照目标分析物进行比较以确定标准曲线。进行实验室/试剂空白的分析，任何有关分析空白的浓度不得高于该分析方法的检出限。所有样品和质控样品中均添加代用标准物质，并且用于计算目标化合物的回收率。对于每一批样品，要分析一个加标样品和一个平行样品。加标样品和平行样品的分析结果，将用于评估实验室的精密度和准确度。实验室质控样品用以确保分析过程在质量控制范围内，并记录分析结果的质量。实验室质控样品包括实验空白样品和实验室标准质控样品。第3章VOCs物种组成特征及成分谱特征3.1VOCs物种组成该市共检出72种VOCs物种，含有17种烷烃、4种烯烃、16种芳烃、25种卤代烃、6种含氧有机物和2种有机硫(四氯化碳、二硫化碳)。有20种VOCs为美国环保署公布的有毒有害大气污染物，完整名录见下表。表3.1-1该市大气VOCs检出名录VOC种类中文名称英文名称CAS号烷烃23-二甲基丁烷Butane,2,3-dimethyl-79-29-8烷烃2-甲基戊烷Pentane,2-methyl-107-83-5烷烃3-甲基戊烷Pentane,3-methyl-96-14-0烷烃己烷Hexane110-54-3烷烃24-二甲基戊烷Pentane,2,4-dimethyl-108-08-7烷烃甲基环戊烷Cyclopentane,methyl-96-37-7烷烃3-甲基己烷Hexane,3-methyl-589-34-4烷烃23-二甲基戊烷Pentane,2,3-dimethyl-565-59-3烷烃环己烷Cyclohexane110-82-7烷烃庚烷Heptane142-82-5烷烃甲基环己烷Cyclohexane,methyl-108-87-2烷烃234-三甲基-戊烷Pentane,2,3,4-trimethyl-565-75-3烷烃2-甲基-庚烷Heptane,2-methyl-592-27-8烷烃3-甲基-庚烷Heptane,3-methyl-589-81-1烷烃辛烷Octane111-65-9烷烃十一烷Undecane1120-21-4烷烃十二烷Dodecane112-40-3烯烃1-戊烯1-Pentene109-67-1烯烃顺-2-戊烯2-Pentene,(Z)-27-20-3烯烃13-二甲基丁二烯1,3-Butadiene,2-methyl-78-79-5烯烃1-己烯1-Hexene592-41-6芳烃苯Benzene71-43-2芳烃甲苯Toluene108-88-3芳烃乙苯Ethylbenzene100-41-4芳烃间对二甲苯p,m-Xylene108-38-3芳烃苯乙烯Styrene100-42-5芳烃异丙基苯Benzene,(1-methylethyl)-98-82-8芳烃丙基苯Benzene,propyl-103-65-1芳烃1-乙基-3-甲基-苯Benzene,1-ethyl-3-methyl-620-14-4芳烃对乙基甲苯p-Ethyltoluene622-96-8芳烃135-三甲基-苯Benzene,1,3,5-trimethyl-108-67-8芳烃1-乙基-2-甲基-苯Benzene,1-ethyl-2-methyl-611-14-3芳烃124-三甲基-苯Benzene,1,2,4-trimethyl-95-63-6芳烃123-三甲基-苯Benzene,1,2,3-trimethyl-526-73-8芳烃12-二乙基-苯Benzene,1,2-diethyl-135-01-3芳烃14-二乙基-苯Benzene,1,4-diethyl-105-05-5芳烃萘Naphthalene91-20-3卤代烃二氯二氟甲烷Dichlorodifluoromethane75-71-8卤代烃二氯氟乙烷Ethane,1,2-dichloro-1,1,2,2-tetrafluoro1717-00-6卤代烃氯乙烷EthylChloride75-00-3卤代烃三氯单氟甲烷Trichloromonofluoromethane75-69-4卤代烃11-二氯乙烯Ethene,1,1-dichloro-75-35-4卤代烃1,1,2-三氟三氯乙烷Ethane,1,1,2-trichloro-1,2,76-13-1卤代烃二氯甲烷MethyleneChloride1975-9-2卤代烃反-1,2-二氯乙烯Ethene,1,2-dichloro-,(E)-156-60-5卤代烃11-二氯-乙烷Ethane,1,1-dichloro-75-34-3卤代烃顺-1,2-二氯乙烯Ethene,1,2-dichloro-,(Z)-156-59-2卤代烃三氯甲烷Trichloromethane67-66-3卤代烃111-三氯-乙烷Ethane,1,1,1-trichloro-71-55-6卤代烃三氯乙烯Trichloroethylene1979-1-6卤代烃12-二氯-丙烷Propane,1,2-dichloro-78-87-5卤代烃溴二氯-甲烷Methane,bromodichloro-75-27-4卤代烃反-1,3-二氯丙烯1-Propene,1,3-dichloro-,(E10061-02-6卤代烃112-三氯-乙烷Ethane,1,1,2-trichloro-79-00-5卤代烃四氯乙烯Tetrachloroethylene127-18-4卤代烃二溴氯甲烷Methane,dibromochloro-124-48-1卤代烃12-二溴-乙烷Ethane,1,2-dibromo-106-93-4卤代烃13-二氯-苯Benzene,1,3-dichloro-541-73-1卤代烃14-二氯-苯Benzene,1,4-dichloro-106-46-7卤代烃氯化苄Benzylchloride100-44-7卤代烃135-三氯-苯Benzene,1,3,5-trichloro-108-70-3卤代烃1,1,2,3,4,4-六氯-1,3-丁二烯1,3-Butadiene,1,1,2,3,4,4-h87-68-3含氧有机物乙酸乙烯酯Aceticacidethenylester108-05-4含氧有机物乙酸乙酯EthylAcetate141-78-6含氧有机物甲基丙烯酸甲酯2-Propenoicacid,2-methyl-,80-62-6含氧有机物甲基异丁基酮MethylIsobutylKetone108-10-1含氧有机物丁二醛Butanedial638-37-9含氧有机物2-己酮2-Hexanone591-78-6有机硫二硫化碳Carbondisulfide75-15-0有机硫四氯化碳CarbonTetrachloride56-23-5其他十二烷胺1-Dodecanamine124-22-1其他2-甲基-3-己醇3-Hexanol,2-methyl-617-29-83.2VOCs物种检出率某市VOCs检出率频数分布如图3.2-1所示。由图可知，VOCs物种检出率为100%的有49种，包括11种烷烃、4种烯烃、20种芳香烃、9种卤代烃、3种含氧有机物及2种其他VOCs。VOCs检出率在90%以上的有6种。检出率在90%以下的VOCs物种共有43种，占所有检测VOCs物种的39%。图3.2-1VOCs检出率频数分布图图3.2-2VOCs物种检出率3.3VOCs整体浓度情况本次研究过程中，某市VOCs平均浓度值为24.99μg·m3。其中，烷烃、烯烃、卤代烃、芳烃、含氧有机物、有机硫的平均浓度分别为0.669μg·m3、0.055μg·m3、0.794μg·m3、24.875μg·m3、0.092μg·m3和0.037μg·m3。浓度最高的VOCs物种为苯乙烯，前十种VOCs物种浓度变化范围浓度范围为6.04μg·m3-0.11μg·m3。各VOCs物种浓度如图3.3-1所示。图3.3-1典型非石化城市VOCs物种浓度3.4VOCs排放源成分谱特征3.4.1工艺过程源成分谱特征本次研究中工艺过程源VOCs排放统计共涉及了23个行业，汇总了14张成分谱，共涉及123个物种，包括36个烷烃、13个烯烃、25个卤代烃、19个含氧VOCs、25个芳香烃和5个其他。平均质量浓度占比排名前30（占总浓度85%）的VOCs物种及其在各行业源谱中出现次数如图3.4-1所示。出现次数最多的是甲苯，共出现11次，其平均质量浓度占比为3.5%，在成分谱中，甲苯排放量最大的行业是化学药品与化学材料制造业，其次是家具制造业；苯和间对二甲苯出现次数仅次于甲苯，出现次数均为10次，间对二甲苯的质量浓度相对较高，平均质量浓度占比为7.3%，苯为1.2%，间对二甲苯排放量最大的行业是汽车制造业，其次是家具制造业，苯排放量最大的行业是纺织业，其次是化学材料与化学药品制造业；丙酮、苯乙烯、n-丁烷出现次数均为7次，丙酮的平均质量浓度相对较高，平均质量浓度占比为5.3%；因此这些芳香烃、烷烃和含氧有机物类物质可以视为工艺过程源排放的特征VOCs污染物。乙醇、异丙醇、甲烷出现次数不多，其平均质量浓度占比相对较高，说明是某些特定行业的特征污染物；乙醇主要出现在酒、饮料和精制茶制造业，食品加工业和农副食品加工业中。图3.4-1工艺过程源VOCs排放特征图3.4-2各行业VOCs物种浓度如图3.4-2所示为各行业VOCs物种浓度，由图可知，石油加工行业VOCs物种浓浓度最高，其次为家具制造业，再者为汽车制造业；三个行业主要VOCs物种组成如表3.4-1。表3.4-1各行业VOCs物种组分（物种组成前十）石油化工家具制造业汽车制造业VOCs物种质量分数（%）VOCs物种质量分数（%）VOCs物种质量分数（%）乙烷29.07间,对-二甲苯27.54间,对-二甲苯33.97乙烯20.83邻-二甲苯17.06乙苯17.57丙烯9.87乙苯14.34邻-二甲苯14.08丙烷7.37甲苯9.82甲苯4.641-丁烯3.471,2,4-三甲苯4.851,2,4-三甲苯2.93苯2.872-甲基己烷3.38苯乙烯2.45间,对-二甲苯2.731,3,5-三甲苯3.03间-乙基甲苯1.74n-丁烷2.52对-乙基甲苯2.09对-乙基甲苯1.13甲苯2.25间-乙基甲苯1.981,2,3-三甲苯1.09乙炔1.8n-辛烷1.67邻-乙基甲苯13.4.2移动源成分谱特征本研究移动源VOCs排放统计涉及到柴油车、汽油车、出租车、摩托车四种设备类型，4张成分谱涉及58个物种，包括11种烯烃、29种烷烃、18芳香烃，平均质量浓度排名前30的物种（占总浓度的86%）,出现次数及占比如图3.4-3所示。图3.4-3移动源中各物种平均质量浓度占比及出现次数由图可知，各物种出现次数频率基本一致，平均质量浓度最高的物种为丙烷，占总浓度的9%，其次为1,2,4-三甲基苯，甲苯，分别占浓度的7.4%和7.3%，说明丙烷，1,2,4-三甲基苯，甲苯是移动源排放的主要VOCs污染物。图3.4-4柴油汽车排放的VOCS化学成分组成图3.4-5柴油汽车排放的主要VOCs成分燃油型为柴油的车辆中，其化学成分组成以烷烃为主（45%），其次为烯烃（26%），芳香烃（24%），并有少量的炔烃，几种成分占比具体如图3.4-4所示。这说明，燃油型为柴油的车辆排放的VOCs物种成分主要是烷烃类物质。图3.4-5为燃油型车辆排放的主要VOCs成分，由图可知，在燃油型车辆排放的VOCs中，所占比例最高的依次为正十一烷、乙烯、丙烯、正十二烷、正葵烷，经对比可知，长链烷烃在柴油型车辆排放的VOCs成分中占比相对较高，因此长链烷烃是柴油型车辆的标志性污染物。图3.4-6汽油汽车排放的VOCS化学成分组成图3.4-7汽油汽车排放的主要VOCS成分图3.4-6为汽油型车辆排放的VOCs化学成分组成，由图可知，汽油型车辆排放的VOCs化学成分组成主要芳香烃（66%）、烷烃（32%）烯烃占少量，与燃油型车辆不同，汽油型车辆排放的VOCs化学成分是芳香烃占较大比例，其次是烷烃。图3.4-7是汽油型车辆排放的主要VOCs成分，由图可知，汽油型车辆的主要VOCs成分主要是甲苯、间对二甲苯、1,2,4-三甲基苯，这几种成分占比相对较高，相较于柴油型车辆，芳香烃类物质则是汽油型车辆的标志性污染物，甲苯和间对二甲苯是主要的污染物，烷烃类物质相较于芳香烃类物质所占比例较低，为次要污染物。图3.4-8出租车排放的VOCS化学成分组成图3.4-9出租车排放的主要VOCS成分图3.4-8为出租车排放的VOCs化学成分组成，由图可知，其排放的成分中烷烃占比相对较大、其次为芳香烃、而炔烃占比最少，因此出租车最主要的排放物芳香烃和烷烃。图3.4-9为出租车排放的主要VOCs成分，由图可知，占比较高的VOCs成分是丙烷、1,2,4-三甲基苯、正丁烷、1,2,3-甲基苯，因此出租车的标志性污染物为芳香烃和烷烃。图3.4-10摩托车排放的VOCS化学成分组成图3.4-11摩托车排放的主要VOCS成分摩托车排放的VOCs化学成分组成为烷烃、芳香烃、炔烃、烯烃，具体所占比例如图3.4-10所示。图3.4-11为摩托车排放的主要VOCs成分图，甲苯和乙炔浓度相对较高，其次VOCs成分大多为苯系物，且浓度相对较高，烷烃种类虽然最多但浓度相较于苯系物来说较低，因此摩托车排放的主要污染物为苯系物、乙炔、异戊烷。3.4.3溶剂使用源成分谱特征本次溶剂使用源VOCs排放统计涉及工业涂装、印刷印染、沥青铺路等行业，工业涂装主要涉及涂料生产、家具涂层、建筑涂层、汽车涂层；印刷印染行业主要包括平印、凸印、凹印，共汇总了9张成分谱，共涉及178个物种，包括86个烷烃、24个烯烃、37个芳香烃、15个含氧VOCs、和6个卤代烃。图3.4-12为平均质量浓度占比排名前30（占总浓度77%）的VOCs物种及其在各行业源谱中出现次数。由图可知，甲苯出现在10个成分谱中，平均质量占比为11.5%；邻二甲苯出现在11个成分谱中，平均质量占比为11.1%；乙酸乙酯出现在5个成分谱中，平均质量占比为9.4%；间对二甲苯出现在5个成分谱中，平均质量占比为7.8%；苯和苯乙烯均出现在7个成分谱中，平均质量占比分别为4%、3.9%。由此可以看出，不同溶剂使用排放的VOCs成分差异较大，苯系物是溶剂使用源排放的特征VOCs污染物。图3.4-12溶剂使用源中各物种浓度占比及出现次数图3.4-13溶剂使用源中各行业排放VOCs物种浓度由图3.4-13可知，溶剂使用源中各行业排放VOCs物种浓度含量较高的是涂料生产、汽车涂层、建筑涂层，沥青烟气和平印中排放的VOCs物种浓度含量相对较低，各行业排放的主要VOCs物种成分及质量占比如表3.4-2所示。表3.4-2各行业VOCs物种成分及质量占比（物种浓度前九）涂料汽车涂层家具涂层（NU）漆家具涂层（PU）漆凹印木制家具制造凸印沥青烟气平印VOCS物种质量分数（%）VOCs物种质量分数（%）VOCS物种质量分数（%）VOCS物种质量分数（%）VOCS物种质量分数（%）VOCS物种质量分数（%）VOCS物种质量分数（%）VOCS物种质量分数（%）VOCS物种质量分数（%）甲苯15.85甲苯16.4邻二甲苯17.9邻二甲苯17.1乙酸乙酯63.86苯乙烯19.9苯14.76二甲苯6.39异丙醇15.69间对二甲苯13.67乙苯11.9乙苯16.2乙苯13.9异丙醇14.07乙酸乙酯16.12甲苯12.77葵基环戊烷4.92正庚烷5.93苯乙烯7.58间对二甲苯11.1甲苯17.5甲苯12.1二氯甲烷6.9乙基苯9.5乙基苯4.855-乙基-2,2,3-三甲基庚烷4.13甲苯4.45苯7.01邻二甲苯9.36间对二甲苯13.61,2,4-三甲苯9.35乙酸丙酯4.49乙酸丁酯9.51,2-二氯丙烷4.653-甲基十二烷3.783-甲基-己烷4.43乙苯6.84正丙苯6.911,2,4-三甲苯7.32间对二甲苯9.22甲苯3.5甲苯7.36醋酸甲酯4.44正十八烷3.35乙醇3.43正己烷5.25间乙基甲苯6.31间乙基甲苯4.66间乙基甲苯6.6正己烷1.98间/对-二甲苯5.82间/对-二甲苯3.563,7-二甲基壬烷3.22-甲基-己烷3.26邻二甲苯4.26对乙基甲苯5.47其它苯系物4.39对乙基甲苯4.88乙酸丁酯0.92邻二甲苯3.822-乙基-1-己醇3.55十二烷2.67异戊烷2.12甲基异丁基甲酮2.7邻已基甲苯4.73对乙基甲苯2.86正丙苯4.18乙酸仲丁酯0.531,2-二氯乙烷3.15二甲氧基甲烷2.794,6-二甲基十-烷2.45正戊烷2.031,2-二氯乙烷1.8苯4.64邻已基甲苯2.61邻已基甲苯3.81甲基异丁基甲酮0.49间乙基甲苯3.06萘2.64正十六烷2.3间乙基甲苯23.5本章小结本章对某非石化城市VOCs总体浓度情况、污染特征及成分谱特征进行分析。结果表明：（1）该市共检出VOCs物种72种，包括17种烷烃、4种烯烃、16种芳烃、25种卤代烃、6种含氧有机物和2种有机硫(四氯化碳、二硫化碳)。其中20种VOCs为美国环保署公布的有毒有害大气污染物。（2）该市VOCs平均浓度值为24.99μg·m3，浓度最高的是苯乙烯、浓度相对较低的是二氯甲烷。（3）工艺过程源成分谱中，乙醇、异丙醇、甲烷、间对二甲苯等含氧有机物、烷烃、苯系物含量较高，此外，苯、甲苯、间对二甲苯出现次数较多。（4）移动使用源成分谱中，柴油型车辆的标志性污染物是长链烷烃；汽油型车辆排放的主要污染物为苯系物，甲苯和间对二甲苯是主要的污染物；芳香烃和烷烃是出租车的标志性污染物，丙烷、1,2,4-三甲基苯是主要的污染物；摩托车排放的主要污染物是苯系物、乙炔、戊烷。（5）不同溶剂使用排放的VOCs物种组分差异较大，苯系物是各溶剂使用源排放的主要污染物。工业涂装行业，排放的主要污染物是苯系物；印刷印染行业，含氧有机物和烷烃是主要的污染物；沥青铺路中，烷烃类物质是主要的污染物。第4章某非石化城市VOCs活性特征分析4.1VOCs化学反应活性分析方法挥发性有机物（VOCs）是臭氧的重要前体物，它可以参与光化学反应从而造成光化学污染，因此研究VOCs的化学反应活性对臭氧的控制起着重要的作用，据此提出针对性治理措施。本研究中对VOCs化学活性的分析采用的是最大增量活性（(maximumincrementalreactivity，MIR）因子加权法，MIR法表示的是每单位质量浓度的VOCs改变所引起的臭氧浓度的改变，其计算公式如下：OFP的计算公式：OFPi=VOCsi,initial×MIRi式中：MIRi是第i种VOCs在O3最大增量反应中的臭氧生成系数。本研究使用的MIRi依据CarterCARTERWPL.DevelopmentoftheSAPRC-07chemicalmechanism[J].AtmosphericEnvironment,2010,44(40):5324-5335.4.2典型行业VOCs活性特征4.2.1陶瓷（日用陶瓷）行业VOCs活性特征工艺过程源中，陶瓷制造业VOCs总排放量为1859.5吨，占工艺过程源总排放量的44%，其排放涉及的VOCs物种如图4.2-1所示，由图可知，n-十二烷、甲基萘、2,2,4,6,6-五甲基庚烷排放量最大，分别占总排放量的25.74%、14.14%和13.31%，说明烷烃类物质是瓷器制造业排放的特征污染物。图4.2-1陶瓷制造业（日用陶瓷）VOCS分物种排放量陶瓷行业（日用陶瓷）VOCs活性特征结果如表4.2-1所示。由表可知，陶瓷行业排放的VOCs主要包括n-十二烷、甲基萘等9种物种，其中，甲基萘、三甲基葵烯和2,4,4,6,6-五甲基庚烷没有查询到MIR值，MIR值如附表1，因此，共得到6个物种的OFP。结果显示，陶瓷制造业1,2,3-三甲苯的OFP最大，为2655.96t；其次依次为萘、n-十二烷、n-十一烷、n-葵烷和戊基环己烷，OFP分别为562.26t、262.75t、122.27t、50.23t和44.12t。表4.2-1陶瓷制造（日用陶瓷）行业VOCs活性特征物种VOCS排放量（吨/年）MIR（gO3/gVOCsI）OFP估算量（吨/年）n-十二烷477.730.55262.751,2,3-三甲苯222.7211.972665.96n-十一烷200.450.61122.27萘168.343.34562.26戊基环己烷52.520.8444.12n-葵烷73.870.6850.234.2.2玻璃行业VOCs活性特征工艺过程源中，玻璃制造业VOCs总排放量为1067.01吨，占工艺过程源总排放量的24.9%，其具体物种如图4.2-2所示，由图可知，n-十二烷、甲基萘、2,2,4,6,6-五甲基庚烷排放量最大，分别占总排放量的25.74%、14.14%和13.31%，说明烷烃类物质是玻璃行业排放的特征污染物；其排放的污染物除了烷烃和苯系物之外，还含有少量的烯烃，占总排放量的7.8%。图4.2-2玻璃行业VOCS分物种排放量玻璃行业VOCs活性特征结果如表4.2-2所示。由表可知，在玻璃行业中共得到6个物种的OFP。结果显示，玻璃行业1,2,3-三甲苯的OFP最大，为1532.16t；其次依次为萘、n-十二烷、n-十一烷、n-葵烷和戊基环己烷，OFP分别为323.15t、150.77t、70.27t、28.87t和25.36t。表4.2-2玻璃行业VOCs活性特征物种VOCS排放量（吨/年）MIR（gO3/gVOCsI）OFP估算量（吨/年）n-十二烷274.130.55150.771,2,3-三甲苯12811.971532.16n-十一烷115.20.6170.27萘96.753.34323.15戊基环己烷30.190.8425.36n-葵烷42.450.6828.874.2.3工业涂装VOCs活性特征溶剂使用源中，工业涂装VOCs总排放量为1453.07吨，占溶剂使用源总排放量的32.1%，其排放量前30的VOCs物种如图5.2-3所示，其排放量占该行业总排放量的96.77%；由图可知，排放量较大的物质是芳香烃类物质，其排放量和所占比列如下图所示，因此可以说明苯系物是溶剂使用源排放的特征污染物。图4.2-3工业涂装VOCS分物种排放量（前30个物种，占比96.8%）工业涂装行业VOCs活性特征如表4.2-3所示，工业涂装行业共涉及42个VOCs物种，共得到30个VOCs物种的MIR值，结果显示工业涂装行业，邻二甲苯的OFP最大，为2228.21吨，其次，依次为间对二甲苯、甲苯、1,2,4-三甲基苯，OFP值分别为1752.66吨、1055.04吨、688.92吨。表4.2-3工业涂装行业VOCs活性特征物种排放量（t）MIR值（gO3/gVOCs）OFP（t）甲苯263.7641055.04间对二甲苯224.707.81752.66邻二甲苯.291.657.642228.211,2,4-三甲基苯78.028.83688.92间-乙基甲苯61.677.39455.74苯61.288.87543.55邻-乙基甲苯47.725.59266.75乙苯41.273.04125.46苯乙烯39.961.7369.13正丙苯38.482.0378.11对乙基甲苯37.174.44165.031,2,3-三甲苯28.0411.97335.64异戊烷18.451.4526.751-丁烯27.619.73268.65反-2-丁烯15.9815.16242.26丙烷11.620.495.692-甲基戊烷10.171.515.26正庚烷8.270.978.023-甲基戊烷7.181.812.92异丁烷6.961.238.56丙烯6.0611.6670.661,2-二氯乙烷5.770.211.21乙酸乙酯5.680.633.582-丁酮5.161.487.64环己烷5.001.256.252-甲基己烷4.971.195.91甲基环戊烷4.432.199.7二甲氧基甲烷3.300.943.1顺-2-丁烯2.3414.2433.323-甲基庚烷2.151.242.65第5章VOCs治理策略及建议5.1工业源VOCs综合治理措施及治理策略在VOCs来源中，工业源排放量相对较高，且近年来VOCs排放量逐渐上升，治理工业源VOCs任务艰巨且耗时较长，因此治理工业源VOCs要多方面相互配合，首先从源头抓起，对于各个工业源应调查其主要VOCs排放源头，并对其进行针对性控制；其次，企业应多了解VOCs治理技术，并将其应用；最后，企业还应建立VOCs长效管理机制，提出综合性治理建议。对企业产污单元、产污环节、管理制度、源头现状、过程管理、末端治理等环节进行现场审核与排查，并结合相应法律法规、行业标准及地方要求，对企业VOCs治理任务的实施方案，削减量，投资估算及实际实施情况进行现场对标核查，确定VOCs治理项目。以二污普为基数清单，结合治理任务对照表梳理现状，依据物料平衡合规分析，获取企业有排放水平相关数据，并对企业减排潜力进行估算。根据现场核查与排放量估算结果，采用产品调整、绿色工艺、无组织改造、原辅料替代、末端治理、日常监控等手段，对重点VOCs排放企业进行建档申报，确定减排方案的实施计划，核算减排水平，针对行业或区域制定科学合理的整体减排方案，推动企业“照单施治”，实现精准减排。5.2移动源VOCs综合治理措施及管理策略针对移动源VOCs排放特点，提出以下几点污染治理措施及管理策略建议：第一，企业生产的尚未出售使用的车辆、工程机械或者是配置了对应的发动机的设备，应从生产设计上严格要求燃烧废气中VOCs排放符合相关标准。对于能够实现VOCs污染物排放水平且优于相应标准的企业，采取积极的激励措施，激发低污染排放创新。大为推进新能源技术替代传统燃料燃烧模式，实现超低排放。第二，在用的机动车及其发动机产品，其排放水平应达到机动车检测标准要求，对黄标车实行限行，因地制宜地推行机动车淘汰或者技术改造等措施，使其尾气排放达。第三，油品燃料的管道输送或油罐车定点配送、加油站储罐、加油枪都应采取足够的密闭、防泄漏挥发措施，避免VOCs泄露排放，大力打击销售劣质油品或以劣充好的销售行为，建立良好的市场竞争环境。大为提升油品加工技术，促进油品质量升级。第四，在出行方式上，要提倡低碳出行，优先选择公交出行。5.3本章小结本章从工业源重点区域管控、重点VOCs污染源管控策略，管控建议等方面介绍了针对某市VOCs污染的控制措施。（1）重点行业VOCs管控需对企业各环节进行现场审核与排查，并结合相应法律法规、行业标准及地方要求，对企业VOCs治理任务的实施方案，削减量，投资估算及实际实施情况进行现场对标核查，确定VOCs治理项目，推动企业“照单施治”，实现精准减排。（2）移动源VOCs管控应侧重VOCs排量较大汽油型车辆。燃油型为汽油的设备类型中，应重点加强对重型货车、中型货车、轻型货车这三种车辆的管控，重型货车为第一管控对象；燃油型为柴油的车辆中，小型客车、轻型货车、普通摩托车排放的VOCs量较大，小型客车为重点管控对象。参考文献姜德超.城市大气挥发性有机物(VOCs)污染特征及来源解析[D].山东建筑大学,2015.区家敏,冯小琼,刘郁葱,高宗江,杨杨,张洲,王新明,郑君瑜.珠江三角洲机动车挥发性有机物排放化学成分谱研究[J].环境科学学报,2014(04):23-31.邹宇,王凤,邓雪娇,李菲,殷长秦.广州地区一次典型光化学污染过程的监测[J].环境化学,2018(2):10-10.翟增秀,邹克华,李伟芳,王亘,翟友存.天津中心城区环境空气挥发性有机物污染特征分析[J].环境科学,2013(12):13-18.夏芬美,李红,李金娟,柴发合,李宏姣,张玉洁,王学中,张玮琦.北京市东北城区夏季环境空气中苯系物的污染特征与健康风险评价[J].生态毒理学报,2014(06):39-50.冉靓,赵春生,耿福海,彭丽,周广强,俞琼,许建明.上海市区非甲烷有机化合物NMOCs的观测分析[J].北京大学学报(自然科学版),2010(02):47-54.岑科达,邱东鹤.化工园区大气在线监控优先污染物筛选方法研究[J].环境科技,2015(03):62-65.邹宇,邓雪娇,李菲,王伯光,谭浩波,邓涛,麦博儒,刘显通.广州大气中异戊二烯浓度变化特征、化学活性和来源分析[J].环境科学学报,2015(03):32-40.郭宇宏,裴冰,王海林,杨荣江,田青,邓婉月,纪元.石化基地大气VOCs大气化学反应活性分析[J].干旱环境监测,2018(1):7-7.黄众思,修光利,朱梦雅,陶俊,郁建珍.上海市夏冬两季PM_25中碳组分污染特征及来源解析[J].环境科学与技术,2014(04):131-136.于艳,王秀艳,杨文.天津市机动车二次有机气溶胶生成潜势的估算[J].中国环境科学,2015(02):63-68.陈长虹,苏雷燕,王红丽,黄成,李莉,周敏,乔月珍,陈宜然.上海市城区VOCs的年变化特征及其关键活性组分[J].环境科学学报,2012(02):113-122.安俊琳,朱彬,王红磊,杨辉.南京北郊大气VOCs变化特征及来源解析[J].环境科学,2014(12):42-52.裴冰,刘娟,孙焱婧.某化学工业区挥发性有机物组成特征及大气化学反应活性[J].环境监测管理与技术,2011(S1):5-10.邹宇,邓雪娇,李菲,殷长秦.广州番禺大气成分站一次典型光化学污染过程PAN和O_3分析[J].环境科学,2019(04):116-126.曾沛,郭海,梁胜文,胡柯,黄振,胡艳琦,王祖武,成海容,吕效.武汉市大气VOCs污染特征及其对臭氧生成的影响[J].环境科学与技术,2018(7):8-8.黄山,邵敏,陆思华.北京某小学室内外VOC浓度及有毒害物种识别[J].环境科学,2008(12):32-36.刘干,郑伟涛,王虹,谢衍.基于环境舱气相色谱质谱联用技术的塑胶跑道挥发性有机化合物测定[J].科学技术与工程,2018(07):90-95.张吉喆.大连星海地区环境空气中挥发性有机物的臭氧生成潜势研究[J].黑龙江环境通报,2014(02):57-60.孙仕萍,段江平,周学猛,邢大荣.空气中苯系物及卤代烷烃化合物的毛细管气相色谱测定法[J].环境与健康杂志,2007(06):76-78.苏雷燕,赵明,李岩,陈长虹.环境空气中挥发性有机物VOCs光化学行为的研究进展[J].绿色科技,2013(11):184-188.范莉茹,王淑娟,高博,谷嵩,梁卉.石家庄市采暖期间环境空气中挥发性有机物污染特征分析[J].绿色环保建材,2018(1):2-2葛琳琳.长三角地区典型沿海城市大气细颗粒物污染特征与来源解析[D].浙江大学,2017.王红丽,杨肇勋,景盛翱.工艺过程源和溶剂使用源挥发性有机物排放成分谱研究进展[J].环境科学,2017,38(06):2617-2628.何梦林.典型化工园区挥发性有机物排放特征研究[D].华南理工大学,2016.赵锐,黄络萍,张建强,欧阳峰.成都市典型溶剂源使用行业VOCs排放成分特征[J].环境科学学报,2018,38(03):1147-1154.]张嘉妮.木质家具制造业挥发性有机物排放特征及其控制技术研究[D].华南理工大学,2019.张新民