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        山東省溶劑使用源VOCs排放組分及臭氧生成潛勢研究

        2021-11-12 03:08:22周艷明劉興悅
        關(guān)鍵詞:潛勢芳香烴酮類

        周艷明,劉興悅

        (1.山東格睿環(huán)境科技有限公司,山東 濟(jì)南 250014;2.聊城東方中學(xué),山東 聊城 252000)

        1 研究背景

        臭氧(O3)和細(xì)顆粒物(PM2.5)是山東省大氣污染的重要污染物。而揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)是形成地面O3以及大氣中PM2.5的重要前體物質(zhì)[1]。了解揮發(fā)性有機(jī)物的排放量和組分對(duì)控制大氣污染以及臭氧的減排策略具有重要意義[2]。溶劑使用過程排放的VOCs在人為源排放總量中占有很大比例[3]。但是溶劑使用源排放環(huán)節(jié)復(fù)雜、原輔材料種類多樣,給VOCs 排放源成分譜的研究帶來了極大的挑戰(zhàn)[4]。

        在以往的研究中,主要針對(duì)的是VOCs的人為源排放總量。而實(shí)際上,不同的溶劑使用行業(yè)排放的VOCs的組分不同,不同的組分化學(xué)反應(yīng)活性不同,其對(duì)臭氧生成潛勢的貢獻(xiàn)不同。因此,分組分研究VOCs的排放量將為臭氧的控制提供重要的參考依據(jù)。

        2 研究內(nèi)容與方法

        選取山東省17地市制鞋業(yè)、家具制造業(yè)、汽車制造業(yè)、印刷業(yè)四個(gè)典型的溶劑使用行業(yè)為研究對(duì)象,就山東省典型的溶劑使用行業(yè)的VOCs排放組分、排放量以及臭氧生成潛勢進(jìn)行分析研究。

        VOCs的排放總量數(shù)據(jù)來源于第二次污染源普查(2017年),不同行業(yè)排放的VOCs中各組分所占比例來自文獻(xiàn)總結(jié)。采用最大增量反應(yīng)活性法(MIR)對(duì)山東省17地市四個(gè)溶劑使用源行業(yè)VOCs排放的臭氧生成潛勢進(jìn)行估算[5],MIR的系數(shù)來源于Carter[6]的最新研究數(shù)據(jù)。

        3 結(jié)果與討論

        3.1 溶劑使用源VOCs分組分排放量的特征分析

        在制鞋行業(yè)中,VOCs來源主要是膠黏劑等原輔材料的使用,制鞋行業(yè)排放比例最高的組分是芳香烴,其次是烷烴。山東省各地市中臨沂市芳香烴排放量最高,主要是由于臨沂制鞋行業(yè)密集,是江北最大的安全鞋生產(chǎn)基地。

        家具制造業(yè)排放的VOCs以芳香烴為主,在家具制造業(yè)中VOCs主要來自涂裝工藝,在此過程中大量使用富含有機(jī)溶劑的涂料、稀釋劑等,而涂料中苯系物含量較多。山東省17地市中臨沂市家具制造業(yè)VOCs的排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地市,主要是由于臨沂市家具制造企業(yè)多,而且以木制家具為主。

        在印刷行業(yè)中,VOCs主要來源于油墨、版潤液、膠黏劑等原輔材料的使用,排放量最大的組分是醇酚類、其次是芳香烴,酯類、醛酮類的含量相對(duì)較少。山東省17地市中,臨沂市VOCs的排放量最高,其次是濟(jì)南、青島。造成這種結(jié)果的主要原因是臨沂、濟(jì)南、青島地區(qū)印刷企業(yè)較多,其次原輔材料、處理措施的不同也會(huì)導(dǎo)致排放量結(jié)果的差異。

        汽車制造業(yè)VOCs排放主要來源于汽車噴涂過程,由于油漆中含有大量的芳香烴和酯類,故排放的VOCs中以芳香烴和酯類為主,其次是醇酚類和醛酮類。濰坊、煙臺(tái)、濟(jì)寧汽車制造業(yè)VOCs的排放量較高,而棗莊、萊蕪、日照的排放量較少。

        3.2 溶劑使用源VOCs臭氧生成潛勢分析

        從圖1可知,山東省四個(gè)溶劑使用行業(yè)中,汽車制造業(yè)排放的VOCs的臭氧生成潛勢最高,占41.23%,其次是家具制造業(yè),占37.44%,制鞋業(yè)的臭氧生成潛勢最低,占3.22%。

        圖1 山東省不同行業(yè)臭氧生成潛勢占比(2017年)

        圖2顯示,臨沂對(duì)山東省臭氧生成潛勢的貢獻(xiàn)率最大,占32.16%,其次是濰坊、青島、煙臺(tái)、濟(jì)南,分別占16.05%、9.13%、7.20%、6.64%;而萊蕪、棗莊、日照等地的臭氧生成潛勢較低,分別占0.10%、0.40%、0.64%。造成這種結(jié)果的原因主要是臨沂市制鞋業(yè)、家具制造業(yè)、印刷業(yè)排放的VOCs的總量均居全省第一,而萊蕪、棗莊、日照等市VOCs的排放量較低。上述過程排放的VOCs的臭氧生成潛勢主要來自于芳香烴、醛酮類等。

        圖2 山東省各市的臭氧生成潛勢(2017年)

        4 結(jié)論

        (1)在制鞋行業(yè)中,排放比例最高的組分是芳香烴,其次是烷烴。家具制造業(yè)排放的VOCs以芳香烴為主,在印刷行業(yè)中,排放量最大的組分是醇酚類、其次是芳香烴。酯類、醛酮類的含量相對(duì)較少。汽車制造業(yè)排放的VOCs中以芳香烴和酯類為主,其次是醇酚類和醛酮類。濰坊、煙臺(tái)、濟(jì)寧汽車制造業(yè)VOCs的排放量較高,而棗莊、萊蕪、日照的排放量較少。

        (2)山東省四個(gè)溶劑使用行業(yè)中,汽車制造業(yè)排放的VOCs的臭氧生成潛勢最高,占41.23%,其次是家具制造業(yè),占37.44%,制鞋業(yè)的臭氧生成潛勢最低,占3.22%。臨沂對(duì)山東省臭氧生成潛勢的貢獻(xiàn)率最大,占32.16%,而萊蕪的臭氧生成潛勢最低,占0.10%。上述過程排放的VOCs的臭氧生成潛勢主要來自于芳香烴、醛酮類等含氧VOCs。

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