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禾信儀器AC-GCMS1000登環(huán)境領(lǐng)域著名期刊

閱讀：2091 發(fā)布時間：2022-4-25

揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）是臭氧與細(xì)顆粒物的重要前體物，且具有明顯的致癌變、致畸變、致突變的“三致效應(yīng)"，對人體健康、局地空氣質(zhì)量和區(qū)域大氣復(fù)合污染的均有重要影響。隨著工業(yè)活動的擴(kuò)展交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展及石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)和應(yīng)用, VOCs人為排放源已不容忽視。近年來，越來越多的研究者開始關(guān)注其排放來源和排放特征，由于采樣難度及測試方法的局限性，移動源VOCs排放一直都是大氣環(huán)境研究領(lǐng)域內(nèi)的熱點(diǎn)話題。

中國作為世界航運(yùn)大國，航運(yùn)業(yè)繁榮發(fā)展的同時船舶大氣污染物的排放變得極其嚴(yán)重，對沿海地區(qū)和全球范圍的空氣質(zhì)量都提出了挑戰(zhàn)，而劣質(zhì)燃料的使用使得船舶排放的揮發(fā)性有機(jī)物更不容忽視。

南開大學(xué)毛洪鈞教授及其團(tuán)隊(duì)在環(huán)境領(lǐng)域著名期刊Science of The Total Environment（2022, 810:152276，Q1，IF=7.963）上發(fā)表了一篇題目為《Real-world emission characteristics of an ocean-going vessel through long sailing measurement》的研究論文，該論文選取萬噸級遠(yuǎn)洋散貨船舶為研究對象，開展了長時間序列的實(shí)船航行測試。在航行過程中，對不同駕駛工況下的船舶尾氣進(jìn)行采樣，利用廣州禾信大氣VOCs吸附濃縮在線監(jiān)測系統(tǒng)（簡稱：“AC-GCMS 1000"）對船舶全航行過程中尾氣排放的VOCs組分進(jìn)行了化學(xué)分析，共解析出108種對大氣環(huán)境與人體健康有顯著影響的組分，并基于化學(xué)定量結(jié)果計(jì)算各運(yùn)行工況下遠(yuǎn)洋船舶VOCs排放因子。

本研究利用AC-GCMS 1000報(bào)道了萬噸級遠(yuǎn)洋船舶在航行過程中的VOCs源成分譜與排放因子，對于研究非道路移動源VOCs排放特征，彌補(bǔ)我國在移動源VOCs基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累薄弱，準(zhǔn)確評估船舶排放VOCs對大氣環(huán)境及人類健康的影響具有十分重要的意義。

大氣VOCs吸附濃縮在線監(jiān)測系統(tǒng) AC-GCMS 1000

本研究采用AC-GCMS 1000獲得的主要結(jié)論如下

1. 利用AC-GCMS 1000對航行過程中船舶尾氣的VOCs排放量進(jìn)行準(zhǔn)確定量分析

在不同駕駛條件下，烷烴、烯烴和芳香烴始終是船舶排放VOCs的主要組分。在離港工況下，烷烴、烯烴和芳烴的比例分別為38%、18%和29%。在海上75%定速巡航時，這一比例分別為42%、18%和31%。隨著轉(zhuǎn)速的增加，烷烴的比例減小，芳烴的比例略有增加?？傮w而言，不同工況下各類型VOCs排放占比基本穩(wěn)定，烷烴占38% ~ 42%，烯烴占18% ~ 20%，芳烴占28% ~ 31%，鹵代烴占3% ~ 7%，OVOCs占6% ~ 10%。

不同行駛工況下烷烴、烯烴、芳烴、鹵代烴、OVOCs的排放比例

2. 遠(yuǎn)洋船舶VOCs排放因子

將VOCs定量結(jié)果與船舶主機(jī)負(fù)載參數(shù)相結(jié)合得出船舶VOCs排放因子。在低速進(jìn)港、出港工況和高速巡航工況下五類 VOCs 物質(zhì)排放因子均為烷烴>烯炔烴>芳香烴>鹵代烴>OVOCs。巡航工況和機(jī)動航行下的VOCs總排放因子分別為13.5mg/kw·h和16.5mg/kw·h，顯著地低于出港及靠港工況下的37.9mg/kw·h，51,6mg/kw·h。VOCs排放因子與行駛速度呈現(xiàn)出較大的關(guān)聯(lián)，低速出港狀況下五類VOCs物質(zhì)的放因子均是高速巡航工況下排放中相對應(yīng)的各類 VOCs 排放因子的數(shù)倍，各類型VOCs排放因子隨著速度的提升均呈現(xiàn)出明顯下降的趨勢，這與先前學(xué)者的一些研究結(jié)果保持一致。此外，在高速航行時，發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)的充分燃燒導(dǎo)致鹵代烴和OVOCs的極大減少。

不同行駛工況下遠(yuǎn)洋船舶各類型VOCs的排放因子

3. 利用AC-GCMS 1000獲取船舶排放VOCs的優(yōu)勢組分信息

下圖展示了遠(yuǎn)洋船舶在不同航行工況下前20類VOCs優(yōu)勢物種的排放因子。各行駛工況下船舶尾氣中排放濃度較大的VOCs成分主要包括1-丁烯，甲苯，叔丁基甲醚，間/對-二甲苯，異戊烷，間二氯苯，2-甲基戊烷，丙烷，3-甲基戊烷，鄰-二甲苯等，低速航行的進(jìn)、出港工況下VOCs優(yōu)勢組分與高速航行的巡航和機(jī)動航行工況存在一定的差異。芳香烴類在總 VOCs中占據(jù)約30%的比例，而甲苯單項(xiàng)的排放因子，在各個工況下排放占比便達(dá)到9.1%—11.8%，是最主要的芳香烴類型。鹵代烴類排放因子最大的 VOCs 均是間二氯苯，OVOCs主要成分為叔丁基甲醚和丙酮。駕駛工況對于船舶VOCs排放具有較大影響，船舶在高速工況下平均 VOCs 排放因子，各類 VOCs 組分排放濃度都低于低速工況數(shù)倍。

遠(yuǎn)洋船舶不同航行工況下的VOCs優(yōu)勢組分

禾信儀器大氣VOCs吸附濃縮在線監(jiān)測系統(tǒng)AC-GCMS 1000可用于實(shí)時在線監(jiān)測環(huán)境空氣中的揮發(fā)性/半揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs/SVOCs）。該儀器能夠?qū)崟r在線給出物質(zhì)精確的定性定量結(jié)果，無需對數(shù)據(jù)進(jìn)行離線分析，真正意義上地實(shí)現(xiàn)對VOCs實(shí)時在線檢測。整個系統(tǒng)無分析盲點(diǎn)、靈敏度高、檢測限低、能耗低、易維護(hù)，可為環(huán)境污染源分配、空氣質(zhì)量模擬和環(huán)境政策制定提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

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禾信儀器AC-GCMS1000登環(huán)境領(lǐng)域著名期刊

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