-
挥发性有机物(VOCs)是O3和PM2.5的重要前体物[1-2],光照下VOCs和大气中NOx会发生化学反应,生成O3和二次有机气溶胶(SOA),SOA是PM2.5的重要组成部分[3-4],对人体健康和大气环境造成严重危害。近年来,以O3和PM2.5为代表的复合型污染成为我国大气污染的重要特征[5-7],推动重点区域、重点行业VOCs综合治理是当前我国VOCs防治工作的首要任务。家具生产企业以易挥发性物质(涂料、稀释剂、胶粘剂和固化剂等)为主要原辅材料,是VOCs防治的重点行业之一(涂装类) [8-9],研究家具制造行业VOCs排放特征和对O3生成的贡献是推动VOCs综合治理工作的重要前提。现在虽然国内有越来越多的学者、专家开始对家具行业VOCs展开研究,但相对当前的工作需求,取得的成果明显不足,大多研究或侧重有组织排放,或侧重行业排放水平研究[10-14],而兼顾有组织和无组织VOCs排放,并进一步分析其完整成分谱和各组分对臭氧生成贡献的较少。目前,我国还未有国家层面的家具行业VOCs执行标准,因此,各地区尽快推进本地家具制造业VOCs排放特征及其臭氧生成贡献的研究,积极探讨家具企业VOCs的防控方向,对推进全国家具制造业VOCs污染防治工作具有重要意义。
通过对济南市28家家具企业进行生产规模、工艺类型和产品产量等信息的综合摸底,最终选取了2家本地最具代表性的家具企业A、B为研究对象。根据其生产工艺、产排污环节和厂区平面布置情况,布设了覆盖全部有组织排放口和无组织排放环节的监测点位,对排放废气VOCs进行了组分和浓度监测分析,得到了当地同类家具生产企业VOCs排放特征及其组分对臭氧生成潜势(OFP)的贡献特征。
济南市典型家具企业VOCs排放特征及O3生成贡献分析
Analysis on VOCs emission characteristics and ozone generation contribution of typical furniture enterprises in Jinan
-
摘要: 选取济南市A、B 两个具有代表性的家具制造企业为调查对象,通过资料收集、实地调查和现场监测,对家具企业挥发性有机物(VOCs)的排放特征及其对臭氧生成潜势(OFP)的贡献进行了探讨。结果表明,A、B两企业有组织排放VOCs浓度范围是2.38~14.0 mg/m3,无组织排放VOCs浓度范围是1.25~21.3 mg/m3,VOCs物种主要是卤代烃、芳香烃和含氧有机物,其中排放浓度水平最高的为卤代烃,占比范围为32.3%~57.8%;对OFP贡献率最大的是芳香烃,其中间&对二甲苯和邻-二甲苯OFP贡献率合计高达58.94%~85.27%。建议对济南市同类家具制造企业在VOCs治理中加强对芳香烃和卤代烃的管控。
-
关键词:
- 家具制造 /
- 挥发性有机物(VOCs) /
- 浓度 /
- 臭氧生成潜势(OFP)
Abstract: Taking two representative furniture manufacturing enterprises (A and B) in Jinan as the survey object, through data collection, field investigation and on-site monitoring, the characteristics of the emissions of the volatile organic compounds (VOCs) from the furniture enterprises and their potential for ozone formation production (OFP) were investigated. The results showed that the concentration range of organized VOCs from A and B was 2.38~14.0 mg/m3, and the concentration range of unorganized emission VOCs was 1.25~21.3 mg/m3. The species of VOCs were mainly halogenated hydrocarbons, aromatic hydrocarbons and oxygenated organic compounds. There was the great emission concentration of the halogenated hydrocarbons, accounting for 32.3%~57.8% of the total. The largest contribution source to OFP was the aromatic hydrocarbons, the total contribution rate of meta-p-xylene and o-xylene OFP reached to 58.94%~85.27%. It was recommended to strengthen the control of aromatic hydrocarbons and halogenated hydrocarbons in the management of VOCs for similar furniture manufacturing enterprises in Jinan. -
表 1 A、B两企业VOCs成分谱
% VOCs A企业 B企业 喷漆、
烘干排气
筒出口有组织
合计喷漆室 晾干室 无组织
合计拼板胶
擦色排气
筒出口底漆喷漆
排气筒
出口修色及
面漆排气
筒出口有组织
合计打磨车间
擦色中心
点位无组织
合计氯甲烷 ND ND ND ND ND 0.14 ND ND 0.01 0.25 0.25 二氯甲烷 0.53 0.53 0.34 0.63 0.39 14.32 2.58 2.66 3.87 5.54 5.54 三氯甲烷 ND ND ND ND ND ND ND 0.26 0.06 ND 0.00 1,2-二氯乙烷 43.68 43.68 52.81 32.52 49.52 11.16 12.33 12.31 12.20 13.88 13.88 1,2-二氯丙烷 ND ND ND 0.24 0.04 11.41 19.36 41.83 23.94 18.49 18.49 四氯乙烯 ND ND ND 0.20 0.03 ND ND ND ND ND ND 卤代烃 44.21 44.21 53.15 33.60 49.98 37.02 34.27 57.07 40.08 38.16 38.16 苯 ND ND ND ND ND 0.28 ND 0.16 0.07 0.50 0.50 甲苯 3.27 3.27 1.00 1.76 1.12 1.39 1.38 4.28 2.08 9.09 9.09 乙苯 3.41 3.41 3.65 5.76 3.99 4.79 9.23 3.10 7.27 4.42 4.42 间&对二甲苯 22.89 22.89 23.45 33.72 25.13 13.81 30.23 9.94 23.55 16.82 16.82 邻-二甲苯 4.61 4.61 4.60 8.17 5.18 5.91 10.35 3.19 8.14 6.20 6.20 正丙苯 ND ND ND ND ND 0.63 ND ND 0.07 ND ND 间-甲乙苯 ND ND ND ND ND 0.76 ND 0.18 0.12 ND ND 对-甲乙苯 ND ND ND ND ND 0.32 ND ND 0.03 ND ND 邻-甲乙苯 ND ND ND ND ND 0.25 ND ND 0.03 ND ND 芳香烃 34.19 34.19 32.69 49.41 35.43 28.14 51.20 20.85 41.37 37.03 37.03 乙醇 15.93 15.93 7.68 0.00 6.43 3.34 4.05 9.23 5.23 2.15 2.15 乙酸乙酯 4.43 4.43 5.50 14.10 6.90 22.32 7.10 5.98 8.47 4.61 4.61 甲醛 ND ND 0.12 0.65 0.20 ND ND ND 0.00 1.47 1.47 丙酮 0.55 0.55 0.18 0.73 0.27 2.88 1.44 2.80 1.92 ND ND 异丙醇 ND ND ND ND ND ND ND 0.22 0.05 ND ND 甲基叔丁基醚 ND ND ND ND ND ND ND ND ND 0.56 0.56 2-丁酮(MEK) ND ND ND ND ND 2.28 ND 1.49 0.61 0.87 0.87 间甲基苯甲醛 ND ND 0.14 ND 0.11 ND ND ND ND ND ND 含氧VOCs 20.91 20.91 13.61 15.47 13.92 30.82 12.59 19.72 16.28 9.67 9.67 乙烷 ND ND ND 0.08 0.01 0.20 0.27 ND 0.20 ND ND 丙烷 ND ND ND 0.13 0.02 0.39 ND 0.16 0.08 0.93 0.93 异丁烷 ND ND ND ND ND 0.13 ND 0.06 0.03 0.37 0.37 正丁烷 ND ND ND ND ND 0.30 ND 0.13 0.06 0.93 0.93 异戊烷 ND ND ND 0.20 0.03 0.47 ND 0.22 0.10 1.10 1.10 正戊烷 0.69 0.69 0.50 0.29 0.47 0.83 0.97 0.32 0.80 4.47 4.47 2-甲基戊烷 ND ND ND 0.49 0.08 ND ND ND ND 1.41 1.41 (正)己烷 ND ND ND ND ND 0.66 ND ND 0.07 1.66 1.66 庚烷 ND ND ND ND ND 0.36 ND ND 0.04 0.50 0.50 正十二烷 ND ND ND 0.49 0.08 ND ND ND ND ND ND 甲基环己烷 ND ND ND 0.24 0.04 0.51 ND ND 0.06 0.70 0.70 烷烃 0.69 0.69 0.50 1.43 0.65 3.85 1.24 0.89 1.44 12.07 12.07 乙烯 ND ND ND 0.06 0.01 0.07 ND 0.05 0.02 ND 0.00 乙炔 ND ND ND 0.03 0.01 0.11 ND 0.04 0.02 0.16 0.16 丙烯 ND ND ND ND ND ND ND 0.13 0.03 0.51 0.51 烯炔烃 ND ND ND 0.09 0.02 0.18 ND 0.21 0.07 0.67 0.67 二硫化碳 ND ND 0.04 ND ND ND 0.71 1.25 0.76 ND ND 其他 ND ND 0.04 ND 0.04 ND 0.71 1.25 0.76 ND ND 表 2 A、B两企业VOCs对OFP贡献率
% VOCs A企业 B企业 喷漆、烘干
排气筒出口喷漆室 晾干室 拼板胶擦色
排气筒出口底漆喷漆
排气筒出口修色及面漆
排气筒出口打磨车间擦色
中心点位乙烯 0.00 0.00 0.14 0.28 0.00 0.24 0.00 乙炔 0.00 0.00 0.01 0.05 0.00 0.02 0.05 乙烷 0.00 0.00 0.01 0.03 0.02 0.00 0.00 丙烯 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.89 2.02 丙烷 0.00 0.00 0.02 0.08 0.00 0.05 0.15 异丁烷 0.00 0.00 0.00 0.07 0.00 0.04 0.16 正丁烷 0.00 0.00 0.00 0.15 0.00 0.09 0.37 异戊烷 0.00 0.00 0.78 3.00 0.00 1.82 5.33 乙醇 8.85 4.49 0.00 2.27 1.67 8.18 1.11 正戊烷 0.33 0.25 0.10 0.48 0.34 0.24 1.99 丙酮 0.07 0.02 0.07 0.46 0.14 0.58 0.07 异丙醇 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.08 0.00 二硫化碳 0.00 0.00 0.00 0.00 0.05 0.18 0.06 二氯甲烷 0.01 0.01 0.01 0.26 0.03 0.06 0.08 2-甲基戊烷 0.00 0.00 0.19 0.00 0.00 0.00 0.72 甲基叔丁基醚 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.14 2-丁酮(MEK) 0.00 0.00 0.00 1.51 0.00 1.29 0.44 (正)己烷 0.00 0.00 0.00 0.37 0.00 0.00 0.70 乙酸乙酯 1.01 1.32 2.34 6.24 1.20 2.18 0.98 1,2-二氯乙烷 3.41 4.34 1.85 1.07 0.72 1.54 1.01 苯 0.00 0.00 0.00 0.09 0.01 0.00 0.00 庚烷 0.00 0.00 0.00 0.17 0.00 0.00 0.18 1,2-二氯丙烷 0.00 0.00 0.02 1.49 1.54 7.13 1.84 甲基环己烷 0.00 0.00 0.00 0.39 0.00 0.00 0.40 甲苯 4.77 1.53 1.87 2.48 1.50 9.95 12.35 乙苯 3.77 4.24 4.64 6.49 7.59 5.48 4.56 间&对二甲苯 64.96 69.95 69.74 48.05 63.79 45.04 44.50 邻-二甲苯 12.82 13.43 16.57 20.14 21.40 14.17 16.07 正十二烷 0.00 0.00 0.04 0.00 0.00 0.00 0.00 正丙苯 0.00 0.00 0.00 0.57 0.00 0.00 0.00 间-甲乙苯 0.00 0.00 0.00 2.53 0.00 0.75 0.00 对-甲乙苯 0.00 0.00 0.00 0.64 0.00 0.00 0.00 邻-甲乙苯 0.00 0.00 0.00 0.64 0.00 0.00 0.00 甲醛 0.00 0.43 1.62 0.00 0.00 0.00 4.72 注:氯甲烷、三氯甲烷、四氯乙烯和间甲基苯甲醛在个别点位中有检出,但核算OFP贡献率保留两位小数后,各点位贡献率值为零,故表2中不再体现。 -
[1] 宁淼, 孙亚梅. "十三五"挥发性有机物污染防治的思路与途径[J]. 世界环境, 2016(6): 27 − 29. [2] JEON W B, LEE S H, LEE H, et al. A study on high ozone formation mechanism associated with change of NOx/VOCs ratio at a rural area in the Korean Peninsula[J]. Atmospheric Environment, 2014, 89(2): 10 − 21. [3] WANG F W, GUO Z G, LIN T, et al. Seasonal variation of carbonaceous pollutants in PM2.5 at an urban ‘supersite’ in Shanghai, China[J]. Chemosphere, 2016, 146: 238 − 244. doi: 10.1016/j.chemosphere.2015.12.036 [4] ZHENG J, HU M, PENG J F, et al. Spatial distributions and chemical properties of PM2.5 based on 21 field campaigns at 17 sites in China[J]. Chemosphere, 2016, 159: 480 − 487. doi: 10.1016/j.chemosphere.2016.06.032 [5] COCKER D R, MADER B T, KALBERER M, et al. The effect of water on gas-particle partitioning of secondary organic aerosol:Ⅱ.m-xylene and 1,3,5-trimethylbenzene photooxidation systems[J]. Atmospheric Enwironment, 2001, 35(35): 6073 − 6085. doi: 10.1016/S1352-2310(01)00405-8 [6] LIU W T, HSIEH H C, CHEN S P, et al. Diagnosis of air quality through observation and modeling of volatile organic compounds (VOCs) as pollution tracers[J]. Atmospheric Environment, 2012, 55(3): 56 − 63. [7] 郝吉明, 李欢欢, 沈海滨. 中国大气污染防治进程与展望[J]. 世界环境, 2014(1): 58 − 61. [8] 张嘉妮, 陈小方, 梁小明, 等. "十三五"挥发性有机物总量控制情景分析[J]. 环境科学, 2018, 39(8): 3544 − 3551. [9] ZHANG J N, XIAO J F, CHEN X F, et al. Allowance and allocation of industrial volatile organic compounds emission in China for year 2020 and 2030[J]. Journal of Environmental Sciences, 2018, 69: 155 − 165. doi: 10.1016/j.jes.2017.10.003 [10] 谭赟华. 广东省木制家具行业挥发性有机物(VOCs)排放特征研究[J]. 广东化工, 2012, 39(1): 45 − 46, 76. doi: 10.3969/j.issn.1007-1865.2012.01.024 [11] 袁纳新, 张具武, 孙平, 等. 木质家具制造产生的粉尘及挥发性有机物分析[J]. 木材工业, 2014, 28(6): 24 − 27. [12] 谢轶嵩, 杨峰, 刘春蕾. 南京市家具行业VOCs排放清单及特征[J]. 科技资讯, 2018, 16(18): 107 − 109. [13] 罗超, 蔡慧华, 刘玲英. 木质家具制造过程VOCs排放系数研究[J]. 广东化工, 2012, 39(8): 77 − 78. doi: 10.3969/j.issn.1007-1865.2012.08.039 [14] 梁小明, 陈来国, 孙西勃, 赵伟, 等. 基于原料类型及末端治理的典型溶剂使用源VOCs排放系数[J]. 环境科学, 2019, 40(10): 4382 − 4394. [15] 国家环境保护部. 固定污染源废气挥发性有机物的采样气袋法: HJ732—2014[S/OL]. (2015-01-11)[2020-07-10]. http://www.mee.gov.cn/ywgz/fgbz/bz/bzwb/jcffbz/201501/W020150115565034743613.pdf. [16] 国家环境保护部. 环境空气挥发性有机物的测定吸附管采样-热脱附/气相色谱-质谱法: HJ644—2013[S/OL].(2013-02-22)[2020-07-10]. http://www.mee.gov.cn/ywgz/fgbz/bz/bzwb/jcffbz/201302/W020130222437973085201.pdf. [17] 国家环境保护部. 固定污染源废气挥发性有机物的测定固相吸附-热脱附/气相色谱-质谱法: HJ734—2014[S/OL].(2015-01-15)[2020-07-10]. http://www.mee.gov.cn/ywgz/fgbz/bz/bzwb/jcffbz/201501/W020150115570838820656.pdf. [18] CARTER W P L. Development of ozone reactivity scales for volatile organic compounds[J]. Journal of the Air and Waste Management Association, 1991, 44(7): 881 − 899. [19] CARTER W P L. Updated maximum incremental reactivity scale and hydrocarbon bin reactivities for regulatory applications[R]. California, USA: California Air Resources Board Contract, 2010. [20] ZHENG J Y, YU Y F, MO Z W, et al. Industrial sector-based volatile organic compound (VOC) source profiles measured in manufacturing facilities in the Pearl River Delta, China[J]. Science of the Total Environment, 2013, 456-457: 127 − 136. doi: 10.1016/j.scitotenv.2013.03.055 [21] 莫梓伟, 牛贺, 陆思华, 等. 长江三角洲地区基于喷涂工艺的溶剂源VOCs排放特征[J]. 环境科学, 2015, 36(6): 1944 − 1951. [22] 田亮, 魏巍, 程水源, 等. 典型有机溶剂使用行业VOCs成分谱及臭氧生成潜势[J]. 安全与环境学报, 2017, 17(1): 314 − 320. [23] 张嘉妮, 曾春玲, 刘锐源, 等. 家具企业挥发性有机物排放特征及其环境影响[J]. 环境科学, 2019, 40(12): 5240 − 5249. [24] 方莉, 刘文文, 陈丹妮, 等. 北京市典型溶剂使用行业VOCs成分谱[J]. 环境科学, 2019, 40(10): 4395 − 4403. [25] 田秀梅, 周启星, 王林山. 氯烃类污染物的生态行为与毒理效应研究进展[J]. 生态学杂志, 2005, 24(10): 1204 − 1210. doi: 10.3321/j.issn:1000-4890.2005.10.019 [26] HUNT J.Quantifying environmental risk of groundwater contaminated with volatile chlorinated hydrocarbons[D]. Sydney: University of Sydney, 2009. [27] 戴文. 合肥市中心城区环境空气中卤代烃的污染特征与健康风险评价[D]. 合肥: 安徽农业大学, 2016. [28] 南淑清, 张霖琳, 梁晶, 等. 郑州市环境空气中挥发性卤代烃污染特征与健康风险评价[J]. 环境污染与防治, 2016, 38(10): 72 − 78. [29] 翟增秀, 刘迎春, 邹克华, 等. 天津市环境空气中卤代烃污染特征[J]. 科技导报, 2012, 30(34): 65 − 69. doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2012.34.011 [30] 李冠霖, 何真, 杨桂朋, 等. 秋季东海挥发性卤代烃的分布和海-气通量研究[J]. 中国环境科学, 2017, 37(5): 1724 − 1734. doi: 10.3969/j.issn.1000-6923.2017.05.015