溶剂使用源中含氧挥发性有机物（OVOCs）的排放特征研究

作     者：王思行 

作者单位：暨南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：袁斌

授予年度：2021年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：溶剂使用 含氧挥发性有机物 质子转移反应-飞行时间质谱 在线测量 源成分谱 

摘      要：高浓度近地面臭氧(O)以及大气细颗粒物(PM)污染已成为我国许多地区日趋严峻的大气环境问题。大气中的挥发性有机物(VOCs)是生成近地面O和PM的关键重要前体物。而含氧挥发性有机物(OVOCs)作为对流层大气中重要的痕量组分,有必要对OVOCs的大气来源等开展研究工作,而从污染源了解OVOCs有助于深刻理解OVOCs在大气环境中的化学过程及其重要性,为下一步改善空气质量,控制OVOCs排放提供重要科学支撑。而溶剂使用排放是我国典型的污染源,尤其是在城市地区,有机溶剂得以迅速发展及应用,研究溶剂使用源中的OVOCs就变得至关重要。本研究针对珠三角地区典型的溶剂使用源VOCs排放的典型行业进行了现场调研,筛选出包含制鞋、家具制造、印刷、塑料表面涂装、船舶制造行业在内的5家典型行业的5个代表性企业,搭建溶剂使用排放污染源中OVOCs在线监测测试平台,并利用先进的高分辨率在线测量技术质子转移反应-飞行时间质谱(PTR-ToF-MS)进行OVOCs的在线测量。通过PTR-ToF-MS的在线测量,可以很好地实时、快速、准确识别出在溶剂使用源中典型的排放物种,发现典型物种OVOCs类物质如丙酮、异丙醇、乙酸乙酯等,芳香烃如甲苯、二甲苯等的排放较多,这与其原辅材料的使用高度相关。此外还可以识别出很多以往研究较少关注的OVOCs类物质,多数高分子量的化合物,如酯类等物质在溶剂行业中大量使用,在以往的研究中较少受到关注,而PTR-ToF-MS的全谱测量可以将这些物质得到定量。综合各行业结果发现,异丙醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯等物质在大多数行业中都有较大的贡献,这与各行业企业所使用的原辅材料高度一致,如大量使用胶粘剂、清洗剂、水性溶剂等,同时也与末端处理装置的处理效率也有一定的关系。而将所有物质按照物种特性进行分类构建源成分谱发现OVOCs在大多数行业中均占有最大的比例(除船舶制造行业外均在65%以上,最高为塑料表面涂装达到了96.8%),而船舶制造行业对涂料要求高,仍使用溶剂型涂料,最主要的排放组分为芳香烃(79.6%),而OVOCs仅占有18.1%。而在无组织排放中,OVOCs的贡献整体均比相应的有组织排放低,比例最高仅为传统印刷(85.8%),而船舶制造中的OVOCs类物质更低,仅贡献了11.1%,其贡献最大的仍为芳香烃类,达到了86.0%。本研究与以往研究的对比发现,典型行业OVOCs的排放在以往研究被低估。同时,PTR-ToF-MS的全谱测量可以定量出更多的OVOCs物种,为建立珠三角本地化涵盖OVOCs组分的更全面的溶剂使用源成分谱提供了数据支撑,这也说明OVOCs在今后溶剂使用源相关研究中应得到更多的重视。