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聚焦移动源VOCs排放!禾信半岛游戏平台官网入口网址 AC-GCMS 1000登环境领域权威期刊
2022.04.25 点击578次

挥发性有机物(VOCs)是臭氧与细颗粒物的重要前体物,且具有明显的致癌变、致畸变、致突变的“三致效应”,对人体健康、局地空气质量和区域大气复合污染的均有重要影响。随着工业活动的扩展交通运输业的发展及石油化工半岛bd体育手机客户端 的生产和应用, VOCs人为排放源已不容忽视。近年来,越来越多的研究者开始关注其排放来源和排放特征,由于采样难度及测试方法的局限性,移动源VOCs排放一直都是大气环境研究领域内的热点话题。

中国作为世界航运大国,航运业繁荣发展的同时船舶大气污染物的排放变得极其严重,对沿海地区和全球范围的空气质量都提出了挑战,而劣质燃料的使用使得船舶排放的挥发性有机物更不容忽视。

南开大学毛洪钧教授及其团队在环境领域权威期刊Science of The Total Environment(2022, 810:152276,Q1,IF=7.963)上发表了一篇题目为《Real-world emission characteristics of an ocean-going vessel through long sailing measurement》的研究论文,该论文选取万吨级远洋散货船舶为研究对象,开展了长时间序列的实船航行测试。在航行过程中,对不同驾驶工况下的船舶尾气进行采样,利用广州禾信大气VOCs吸附浓缩在线监测系统(简称:“AC-GCMS 1000”)对船舶全航行过程中尾气排放的VOCs组分进行了化学分析,共解析出108种对大气环境与人体健康有显著影响的组分,并基于化学定量结果计算各运行工况下远洋船舶VOCs排放因子。

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969721073526

本研究利用AC-GCMS 1000报道了万吨级远洋船舶在航行过程中的VOCs源成分谱与排放因子,对于研究非道路移动源VOCs排放特征,弥补我国在移动源VOCs基础数据积累薄弱,准确评估船舶排放VOCs对大气环境及人类健康的影响具有十分重要的意义。

大气VOCs吸附浓缩在线监测系统 AC-GCMS 1000

本研究采用AC-GCMS 1000获得的主要结论如下

1. 利用AC-GCMS 1000对航行过程中船舶尾气的VOCs排放量进行准确定量分析

在不同驾驶条件下,烷烃、烯烃和芳香烃始终是船舶排放VOCs的主要组分。在离港工况下,烷烃、烯烃和芳烃的比例分别为38%、18%和29%。在海上75%定速巡航时,这一比例分别为42%、18%和31%。随着转速的增加,烷烃的比例减小,芳烃的比例略有增加。总体而言,不同工况下各类型VOCs排放占比基本稳定,烷烃占38% ~ 42%,烯烃占18% ~ 20%,芳烃占28% ~ 31%,卤代烃占3% ~ 7%,OVOCs占6% ~ 10%。

不同行驶工况下烷烃、烯烃、芳烃、卤代烃、OVOCs的排放比例

2. 远洋船舶VOCs排放因子

将VOCs定量结果与船舶主机负载参数相结合得出船舶VOCs排放因子。在低速进港、出港工况和高速巡航工况下五类 VOCs 物质排放因子均为烷烃>烯炔烃>芳香烃>卤代烃>OVOCs。巡航工况和机动航行下的VOCs总排放因子分别为13.5mg/kw·h和16.5mg/kw·h,显著地低于出港及靠港工况下的37.9mg/kw·h,51,6mg/kw·h。VOCs排放因子与行驶速度呈现出较大的关联,低速出港状况下五类VOCs物质的放因子均是高速巡航工况下排放中相对应的各类 VOCs 排放因子的数倍,各类型VOCs排放因子随着速度的提升均呈现出明显下降的趋势,这与先前学者的一些研究结果保持一致。此外,在高速航行时,发动机气缸内的充分燃烧导致卤代烃和OVOCs的极大减少。

不同行驶工况下远洋船舶各类型VOCs的排放因子

3. 利用AC-GCMS 1000获取船舶排放VOCs的优势组分信息

下图展示了远洋船舶在不同航行工况下前20类VOCs优势物种的排放因子。各行驶工况下船舶尾气中排放浓度较大的VOCs成分主要包括1-丁烯,甲苯,叔丁基甲醚,间/对-二甲苯,异戊烷,间二氯苯,2-甲基戊烷,丙烷,3-甲基戊烷,邻-二甲苯等,低速航行的进、出港工况下VOCs优势组分与高速航行的巡航和机动航行工况存在一定的差异。芳香烃类在总 VOCs中占据约30%的比例,而甲苯单项的排放因子,在各个工况下排放占比便达到9.1%—11.8%,是最主要的芳香烃类型。卤代烃类排放因子最大的 VOCs 均是间二氯苯,OVOCs主要成分为叔丁基甲醚和丙酮。驾驶工况对于船舶VOCs排放具有较大影响,船舶在高速工况下平均 VOCs 排放因子,各类 VOCs 组分排放浓度都低于低速工况数倍。

远洋船舶不同航行工况下的VOCs优势组分

禾信半岛游戏平台官网入口网址 大气VOCs吸附浓缩在线监测系统AC-GCMS 1000可用于实时在线监测环境空气中的挥发性/半挥发性有机物(VOCs/SVOCs)。该半岛游戏平台官网入口网址 能够实时在线给出物质精确的定性定量结果,无需对数据进行离线分析,真正意义上地实现对VOCs实时在线检测。整个系统无分析盲点、灵敏度高、检测限低、能耗低、易维护,可为环境污染源分配、空气质量模拟和环境政策制定提供可靠的数据支撑。

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