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    禾信儀器AC-GCMS1000登環境領域著名期刊

    發布時間:2022-04-25      閱讀:1544
    揮發性有機物(VOCs)是臭氧與細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",對人體健康、局地空氣質量和區域大氣復合污染的均有重要影響。隨著工業活動的擴展交通運輸業的發展及石油化工產品的生產和應用, 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境研究領域內的熱點話題。




    中國作為世界航運大國,航運業繁榮發展的同時船舶大氣污染物的排放變得極其嚴重,對沿海地區和全球范圍的空氣質量都提出了挑戰,而劣質燃料的使用使得船舶排放的揮發性有機物更不容忽視。


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    南開大學毛洪鈞教授及其團隊在環境領域著名期刊Science of The Total Environment(2022, 810:152276,Q1,IF=7.963)上發表了一篇題目為《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洋散貨船舶為研究對象,開展了長時間序列的實船航行測試。在航行過程中,對不同駕駛工況下的船舶尾氣進行采樣,利用廣州禾信大氣VOCs吸附濃縮在線監測系統(簡稱:“AC-GCMS 1000")對船舶全航行過程中尾氣排放的VOCs組分進行了化學分析,共解析出108種對大氣環境與人體健康有顯著影響的組分,并基于化學定量結果計算各運行工況下遠洋船舶VOCs排放因子。
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    本研究利用AC-GCMS 1000報道了萬噸級遠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,彌補我國在移動源VOCs基礎數據積累薄弱,準確評估船舶排放VOCs對大氣環境及人類健康的影響具有十分重要的意義。


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    大氣VOCs吸附濃縮在線監測系統 AC-GCMS 1000

    本研究采用AC-GCMS 1000獲得的主要結論如下


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

    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%。

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    不同行駛工況下烷烴、烯烴、芳烴、鹵代烴、OVOCs的排放比例

    2遠洋船舶VOCs排放因子

    將VOCs定量結果與船舶主機負載參數相結合得出船舶VOCs排放因子。在低速進港、出港工況和高速巡航工況下五類 VOCs 物質排放因子均為烷烴>烯炔烴>芳香烴>鹵代烴>OVOCs。巡航工況和機動航行下的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出較大的關聯,低速出港狀況下五類VOCs物質的放因子均是高速巡航工況下排放中相對應的各類 VOCs 排放因子的數倍,各類型VOCs排放因子隨著速度的提升均呈現出明顯下降的趨勢,這與先前學者的一些研究結果保持一致。此外,在高速航行時,發動機氣缸內的充分燃燒導致鹵代烴和OVOCs的極大減少。

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    不同行駛工況下遠洋船舶各類型VOCs的排放因子

     3利用AC-GCMS 1000獲取船舶排放VOCs的優勢組分信息

    下圖展示了遠洋船舶在不同航行工況下前20類VOCs優勢物種的排放因子。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、出港工況下VOCs優勢組分與高速航行的巡航和機動航行工況存在一定的差異。芳香烴類在總 VOCs中占據約30%的比例,而甲苯單項的排放因子,在各個工況下排放占比便達到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倍。

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    遠洋船舶不同航行工況下的VOCs優勢組分

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    禾信儀器大氣VOCs吸附濃縮在線監測系統AC-GCMS 1000可用于實時在線監測環境空氣中的揮發性/半揮發性有機物(VOCs/SVOCs)。該儀器能夠實時在線給出物質精確的定性定量結果,無需對數據進行離線分析,真正意義上地實現對VOCs實時在線檢測。整個系統無分析盲點、靈敏度高、檢測限低、能耗低、易維護,可為環境污染源分配、空氣質量模擬和環境政策制定提供可靠的數據支撐。



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