中山市环保共性产业园减污降碳协同控制研究——以中山市某工业园区为案例

工业领域是我国污染物和碳排放产生的主要领域,2022年中山市创新性提出"环保共性产业园"的建设设想,是工业领域减污降碳协同增效一次积极的探索.本研究通过收集我市某工业园区环评报告,废水处理设施技术方案等资料,对环保共性产业园减污降碳协同控制的情况进行分析研究,并提出下一步发展建议.通过数据比对发现,环保共性产业园因产能上升,生产废水,SO_(2)和NO_(x)以及危险废物的排放量均呈现上升趋势,但COD,颗粒物,VOCs污染物排放量下降.经计算,园区年碳排放量为9.11万吨,碳排放主要来自天然气燃烧的直接排放.后续建议园区要在整体布局,技术创新以及运行管理方面应采取更积极主动的措施,以实现减污降碳协同增效.

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.

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.

天津临港某仓储公司VOCs排放特征及臭氧生成潜势

为了研究储运环节VOCs的排放影响,参考HJ 732—2014《固定污染源废气挥发性有机物的采样气袋法》,选择天津临港工业园区某石化业仓储公司为重点监测对象,对企业的厂界上下风向,有组织和无组织排放源进行采样,利用在线仪器PTRTOF-MS对采集的样品进行VOCs定量分析,并对厂界处O3-NOx-VOCs三者的关系和污染物的臭氧生成潜势进行研究.结果表明:有组织排放源——洗涤塔,活性炭吸附塔1号和2号的∑ρ(VOCs)(所有VOCs组分浓度之和)分别为18.91,71.48和5.65mg/m^3,无组织排放源——罐组和装卸车台∑ρ(VOCs)分别为0.39和0.087 mg/m^3;甲醇为企业的特征污染物,此外还有烷烃和少量的烯烃,有组织排放中活性炭吸附塔2号是影响厂界污染特征的主要环节;有组织和无组织VOCs排放量分别为0.57和214.26 t/a.对O3-NOx-VOCs三者关系的分析显示,企业厂界处O3的形成主要受VOCs控制,其臭氧生成潜势为烯烃〉醇类〉烷烃,除考虑醇类的影响外,烯烃也是不可忽视的环境影响因素.

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.