全国性石化工业综合体内颗粒物数量、氧化潜势及特定挥发性有机化合物(VOCs)的季节性和日变化

【字体: 时间:2026年03月04日 来源:Atmospheric Environment 3.7

编辑推荐:

  本研究在韩国Y-NPIC复合区春季和夏季开展密集监测,分析颗粒物数量浓度(PNC)、氧化潜势及挥发性有机物(VOCs)的关联性。结果显示夏季PNC显著升高(日均44,807 cm?3),伴随15-40 nm超细颗粒物峰值,与工业排放增强或冷凝过程有关;氧化潜势春季较高(0.41 μM·m?3),揭示PNC与毒性指标的季节性解耦。Conditional probability function分析表明,工业源影响及夜间逆温是高PNC事件的关键因素,且PNC与苯系物(夏季r2=0.95)及氧化潜势(春季r2=0.86)的耦合关系存在季节差异,为NPIC环境颗粒物健康风险评估提供新视角。

  
崔秀英(Seoyeong Choe)| 郑夏正(Hajeong Jeon)| 高东勋(Dong-Hoon Ko)| 宋明基(Myoungki Song)| 朴彩亨(Chaehyeong Park)| 白敏淑(Min-Suk Bae)
韩国木浦国立大学环境工程系,木浦 58554

摘要

国家石化工业综合体(NPIC)排放多种污染物混合物,这些污染物既增加了颗粒物质量,也增加了超细颗粒物(UFP)的浓度。然而,将颗粒物数量与其氧化潜力及特定挥发性有机化合物(VOCs)相结合的综合评估仍较为有限。本研究在2022年春季(3月7日至26日)和初夏(5月2日至6月11日)期间,对NPIC的排放物及其在大气中的变化进行了监测。研究整合了颗粒物数量分布、PM2.5质量、醌标准化二硫苏糖醇氧化潜力(QDTT-OP)以及通过热脱附GC–MS分析得到的特定VOCs数据。夏季的颗粒物浓度(PNC)显著高于春季,平均日间PNC从春季的25,590 ± 25,951 cm-3增加到夏季的44,807 ± 29,404 cm-3。此外,还出现了频率较高的约2–3 × 105 cm-3的颗粒物浓度峰值,同时颗粒物尺寸向更小的范围(15–40 nm)转变,这表明排放潜力增强和/或颗粒物快速凝结现象。相比之下,春季的QDTT-OP值(日间为0.41 μM m-3)高于夏季(0.22 μM m-3),显示出颗粒物数量与氧化潜力之间的脱钩现象。条件概率函数分析表明,高PNC事件具有行业依赖性,这与工业源的影响以及逆温条件下夜间颗粒物积累增加有关。不同季节的化学耦合关系也有所不同:夏季PNC与苯、甲苯、乙苯和二甲苯的关联性较强(r2 = 0.95),而春季PNC与氧化潜力之间的关联性更强(r2 = 0.86)。这些结果揭示了NPIC环境中控制颗粒物数量与毒性关系的季节性差异。

部分内容摘录

背景

国家石化工业综合体(NPIC)由密集分布的设施组成,是多种污染物的重要排放源。这些综合体释放大量挥发性有机化合物(VOCs),包括苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX),以及二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)和空气动力学直径小于或等于2.5 μm的细颗粒物(PM2.5)(Yurdakul等人,2018年;Latif等人,2019年;Huang和Hsieh,2020年)。

采样地点和研究时间

为了分析Y-NPIC中PM2.5及其共存气态污染物的化学组成和氧化潜力,在该综合体的南侧边界(34.81° N, 127.67° E;图1)部署了一个移动监测站。Y-NPIC位于韩国全罗南道丽水市Samil-dong,是一个综合性石化工业园区,于2001年更名为现名。该园区拥有众多石化设施,被认为是PM2.5的主要区域来源。

颗粒物浓度(PNC)、PM2.5、QDTT-OP和VOCs的季节性和昼夜变化特征

表1总结了在Y-NPIC进行春季和夏季监测期间测得的颗粒物浓度(PNC)、PM2.5、QDTT-OP及部分VOCs的季节性和昼夜变化。观察到明显的季节性差异以及夜间与白天的系统差异,这反映了排放强度和光化学作用的综合影响。夏季的PNC显著高于春季,平均日间PNC从春季的25,590 ± 25,951 cm-3增加到夏季的44,807 ± 29,404 cm-3

结论

本研究揭示了Y-NPIC中颗粒物浓度(PNC)及其化学相互作用的季节性和昼夜变化,阐明了在工业影响显著的情况下,颗粒物数量、气态前体物质和氧化潜力之间的联系。监测站点位于国家石化工业综合体的南侧边缘,其所接收的风主要来自0°/360°方向,这些风在到达采样器之前会直接经过主要设施。

作者贡献声明

宋明基(Myoungki Song):软件开发、方法论设计、概念构思。高东勋(Dong-Hoon Ko):数据收集、正式分析、数据管理。白敏淑(Min-Suk Bae):文章撰写、审稿与编辑、监督工作、数据管理。朴彩亨(Chaehyeong Park):软件开发、方法论设计、数据管理。郑夏正(Hajeong Jeon):方法论设计、数据收集。崔秀英(Seoyeong Choe):文章初稿撰写、验证工作、方法论设计、数据收集。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。

致谢

本项工作得到了韩国国家环境研究院(NIER)的资助,该研究院由韩国气候、能源与环境部(MCEE)提供资金支持(项目编号:NIER-2024-03-03-002)。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号