电话:021-68160507
传真:021-68160512
基地:南通市如东县掘港街道国信南路9号
电话:0513-84185999
传真:0513-86911887
邮箱:qhhb@qianhan.com.cn
随着城市工业化进程的发展,工业生产活动成为挥发性有机物(VOCs)排放的主要人为源,占所有人为源VOCs排放总量的50%以上。工业园区作为现代工业发展的主要载体,对于区域经济发展具有十分重要的影响,工业园区错综复杂且相对集中的VOCs排放造成了VOCs污染管控的一大难点。同时VOCs物种中大部分均具有刺激性异味,可能会对周边公众产生负面影响,本期为大家介绍工业园区的一些典型异味污染特征。
一、工业园区案例概况
以西南地区长江上游的一个大型工业园区为研究对象,该园区属于综合类的园区,以天然气化工、基础化工原材料制造(基础化工)、医药制造、钢铁制造和汽车制造为主导行业。据统计,该园区内共有涉大气污染排放企业164家。园区内部有一个居民生活区,天然气化工和医药制造片区分布在居民区周边10km范围内,基础化工、钢铁制造和汽车制造片区距离居民生活区相对较远。当前,有关该园区大气污染及恶臭污染事件的投诉频发,恶臭扰民现象难以缓解,已成为影响周边居民生活质量的重要因素。为此,为全面了解园区内大气VOCs及其致臭物质污染特征,在园区内的居民生活区和5个行业片区分别布设了1个离线观测站点,各观测点位的位置示意如图1所示。

图1 监测点位设置
二、研究方法
在园区内的居民生活区和5个行业片区分别布设离线观测站点,采用3.2L苏玛罐采集大气VOCs样品,配套限流阀使每个样品持续采集12h,每天采集2个样品(08:00-20:00和20:00至次日8:00)。采用气相色谱-质谱联用仪对采集的VOCs进行定性定量分析,共对109种挥发性有机化合物进行鉴定和定量。参考早期Nagatahe等的研究结果以及美国环保署发布的法案所列出的有害空气污染物异味阈值确定异味阈值和强度,采用分歧系数评估和主成分分析(PCA)探究相关内容。
三、研究结论
1.基础化工和医药制造片区挥发性有机物浓度较高
工业园区居民生活区大气总挥发性有机物(TVOCs)的体积分数和致臭挥发性有机物(O-VOCs)的体积分数的均值分别为102.57×10-9和72.33×10-9。5 个产业片区中TVOCs体积分数从大到小分别是基础化工、医药制造、钢铁制造、天然气化工和汽车制造,O-VOCs体积分数从大到小分别是医药制造、基础化工、钢铁制造、天然气化工和汽车制造。因此基础化工和医药制造片区TVOCs和O-VOCs体积分数显著高于其他片区,主要的VOCs物种为二氯甲烷、丙酮和一氯甲烷,主要的O-VOCs物种为二氯甲烷、丙酮和异戊烷。

①居民生活区,②天然气化工片区,③基础化工片区,④医药制造片区,⑤钢铁制造片区,⑥汽车制造片区
图 2 工业园区不同产业片区TVOCs和O-VOCs体积分数
2.基础化工和医药制造片区的异味污染更加明显
基础化工和医药制造片区OAVsum(气味活性值之和——如何判断主要的恶臭成分)和OAVmax(气味活性值最大值)较高,具有相对较高的异味扰民风险。居民生活区OAV值排名前3的物种为丙烯醛、异戊二烯和1,3-二乙基苯,产业片区中,丙烯醛、对二乙基苯、对-二甲苯和1,3-二乙基苯等O-VOCs物种对各个产业片区的OAVsum均具有较高的贡献。总体上,工业园区OAV较高的物种仅占TVOCs很小的比例,却对异味影响有更主要的贡献。

①居民生活区,②天然气化工片区,③基础化工片区,④医药制造片区,⑤钢铁制造片区,⑥汽车制造片区
图 3 工业园区不同产业片区气味活性值(OAV)
3.天然气化工和医药制造片区对居民区的异味影响较大
分歧系数越接近0,表明所对比的2份VOCs成分谱越相似。居民生活区与天然气化工片区的O-VOCs分歧系数最小,为0.31,其次为医药制造(0.38)、汽车制造(0.4)、基础化工(0.41)和钢铁制造片区(0.48)。居民生活区与5个产业片区的O-VOCs分歧系数均小于TVOCs的分歧系数。结合居民生活区与不同产业片区VOCs成分谱之间的线性关系以及主成分分析的结果,表明居民生活区大气VOCs和O-VOCs的来源主要为天然气化工和医药制造片区,其次为钢铁制造和汽车制造片区,基础化工片区的贡献最低。

1.二氯甲烷,2.1,2-二氯苯,3.异戊烷,4.一氯甲烷,5.苯,6.乙苯,7.甲苯,8.异丙醇,9.甲基叔丁基醚,10.四氢呋喃,11.乙酸乙酯,12.乙醇,13.三氯甲烷
图4 居民生活区 O-VOCs 中各物种的主成分分析和相关系数矩阵
参考文献:
李陵,胡伟,吕平江,等.工业园区挥发性有机物及其致臭物质污染特征和来源解析[J/OL].环境科学,1-17
