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| 編輯推薦： |
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1.本书从煤焦化生产工艺出发，系统阐述了煤成焦过程及机理、焦化工艺特征、污染物排放环节与方式，对我国焦化行业影响区域的大气污染状况进行了比对分析，反映了当前大气环境学科研究向挥发性有机物污染特征、区域性复合大气污染的联防联控的扩展和延伸。 2.本书通过系统分析焦化污染区域的典型重霾形成过程和疫情期间的污染形势，探讨了焦化污染区域灰霾的形成机制。借助受体模型和轨迹模型分析了汾河平原焦化行业聚集区大气污染物，特别是关键致毒因子的来源组成及其区域传输路径，对于我国北方治理灰霾具有一定的参考价值。 3.本书从流行病学调查、健康风险评估、细胞毒性等方面描述了焦化污染区域大气气溶胶的毒性，识别了关键致毒因子。从浓度、组成、特征比值等多个角度阐述了焦化污染区域大气挥发性有机物（VOCs）的污染特征，评估了VOCs相关的臭氧生成潜势、二次有机气溶胶生成潜势及健康风险，对大气污染控制、保障人体健康具有较大参考价值。
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| 內容簡介： |
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本书以煤焦化区域大气污染特征及健康危害效应为主线，主要介绍了煤焦化行业发展的历史和现状，煤焦化污染区域大气气溶胶的理化性质和大气挥发性有机化合物（VOCs）的污染特征，探讨了煤焦化区域大气污染物的健康危害效应，煤焦化污染区域灰霾的污染特征与形成机制，最后以案例分析的形式，详细介绍了煤焦化区域污染物的来源、输入与输出路径，以及疫情封锁管控对空气质量的改善效果，旨在全面加深对我国煤焦化区域大气污染生消机制及其健康危害效应的理解，为相关区域灰霾和臭氧的针对性控制与人群健康防护提供参考，促进“美丽中国”建设，保障居民身体健康。本书具有较强的技术应用性和针对性，可供从事大气污染形成机理、危害与控制等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校环境科学与工程、生态工程、化学工程及相关专业师生参阅。
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| 關於作者： |
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李宏艳，太原科技大学环境科学与工程学院副教授，硕导，中国青年科技工作者协会会员，山西省青年科技人才协会会员。主要承担环境工程专业核心课程《大气污染控制工程》《环境毒理学》《环境模型与数据处理》的教学工作。硕博连读期间主要进行环境科学及毒理方面的研究，任教期间主要从事大气污染及源解析方面的研究，尤其是焦化污染区域大气污染特征及健康危害效应研究，先后主持国家自然科学基金青年项目“焦化污染区域大气细颗粒物的毒性因子特征研究”（41501543）、国家自然科学基金面上项目“焦化烟气老化过程中颗粒物特征与毒性效应的演变规律研究（22076135）”、山西省重点研发计划项目“太原盆地大气灰霾组成特征、成因及控制（201803D421095）”、山西省应用基础研究计划项目“基于VOCs和NOx外场观测研究太原盆地臭氧污染成因与有效控制策略（201901D111250）” 等项目的研究工作，参与1项国家自然科学基金项目“煤焦化大气污染特征及标志物研究”。共发表期刊论文20余篇，学术会议论文10余篇，获省级科技奖2项，获专利授权1项，参与编书1本。
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| 目錄：
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第1章 概论 001
1.1 煤焦化产业的发展历史及现状 002
1.1.1 焦化过程及原理 002
1.1.2 我国焦化工艺的发展历史及现状 003
1.1.3 我国焦化行业的产能历史及现状 009
1.2 煤焦化行业空间分布特征 011
1.2.1 炼焦煤资源分布 011
1.2.2 焦化厂空间分布 012
1.2.3 焦炭产能、产量的空间分布 012
1.3 煤焦化行业污染物分类及排放特征 014
1.3.1 不同工艺环节污染物排放种类 014
1.3.2 焦化厂内大气环境和烟气污染物浓度 019
1.3.3 不同工艺环节标识性物种和特征比值 020
1.4 煤焦化区域污染状况及危害 023
1.4.1 全国焦化行业污染物排放因子和各区域排放情况 023
1.4.2 焦化行业影响区域的大气污染状况 026
1.4.3 焦化行业影响区域人群健康危害状况 032
1.5 煤焦化区域环保要求及相关政策 034
1.5.1 焦化行业管控政策 034
1.5.2 焦化行业大气污染物排放标准 039
1.5.3 焦化行业大气污染物排放控制/净化工艺 044
参考文献 048
第2章 煤焦化污染区域大气气溶胶的理化特征 051
2.1 研究区域污染状况 052
2.2 形貌、表观化学特征 054
2.2.1 焦化园区内PM2.5 颗粒物的形貌特征 054
2.2.2 PM2.5 中典型颗粒物的能谱及其元素分布特征 058
2.2.3 焦化污染环境大气PM2.5 的XPS 分析 062
2.3 化学组成特征 067
2.3.1 水溶性离子 067
2.3.2 OC 和EC 075
2.3.3 痕量元素 078
2.3.4 多环芳烃 080
2.4 颗粒物及其化学组分的粒径分布特征 085
2.4.1 颗粒物粒径分布特征.085
2.4.2 水溶性离子粒径分布特征 090
2.4.3 PAHs 的粒径分布特征 092
2.5 酸性 101
2.6 消光性 104
2.7 二次成分 108
2.7.1 二次无机气溶胶生成机制研究 108
2.7.2 二次有机气溶胶的污染特征研究115
参考文献 121
第3章 煤焦化污染区域大气挥发性有机物（VOCs）的污染特征 127
3.1 VOCs 的污染状况 129
3.1.1 非甲烷烃的污染状况 129
3.1.2 醛酮的污染状况 133
3.2 VOCs 的组成特征 133
3.2.1 非甲烷烃的组成特征 133
3.2.2 醛酮的组成特征 135
3.3 特征比值 136
3.3.1 苯与甲苯（B/T）比值分析 136
3.3.2 异戊烷/正戊烷比值分析 139
3.3.3 苯、甲苯和乙苯（B∶T∶E）的比值分析 140
3.3.4 羰基化合物的比值分析 142
3.4 二次有机气溶胶生成潜势 145
3.4.1 VOCs 的反应性 145
3.4.2 二次有机气溶胶生成潜势（SOAFP）150
3.5 臭氧生成控制机制 153
3.5.1 O3 的污染水平 153
3.5.2 O3 生成的控制机制 154
参考文献 157
第4章 煤焦化区域大气污染物的健康危害效应 161
4.1 气溶胶的健康危害 162
4.1.1 气溶胶的健康风险 162
4.1.2 流行病学调查 169
4.1.3 毒性效应及机制 169
4.1.4 氧化潜势与关键致毒因子 177
4.2 VOCs 的健康危害 184
4.2.1 VOCs 健康风险 184
4.2.2 有毒有害VOCs 的主要来源 191
参考文献 192
第5章 煤焦化污染区域灰霾的污染特征与形成机制 195
5.1 灰霾前体物随污染等级的变化特征 196
5.2 PM2.5 中二次组分随污染等级的变化特征 197
5.2.1 太原市水溶性离子 197
5.2.2 介休市化学组分 198
5.3 硫、氮转化率随污染等级的变化特征 200
5.4 PM2.5 酸度随污染等级的变化特征 201
5.5 气象因素在灰霾发生、发展与消散过程中的作用 204
5.5.1 气象因素对NR-PM2.5 化学组分的影响 204
5.5.2 气象因素对不同季节SOA 形成的影响 207
5.6 典型重灰霾污染过程分析 211
5.6.1 灰霾形成过程与机制 211
5.6.2 区域性灰霾形成的推动力 216
参考文献 218
第6章 典型案例分析 221
6.1 太原盆地污染物的来源解析 222
6.1.1 VOCs 的来源解析 222
6.1.2 PAHs 的来源解析 225
6.1.3 水溶性离子、OC/EC 及金属的来源解析 227
6.1.4 痕量元素的来源解析 232
6.2 太原市污染物的输入与输出路径 235
6.2.1 PAHs 的区域输送路径 235
6.2.2 二氧化氮（NO2）的区域输送路径与潜在源区分析 237
6.2.3 VOCs 的区域输送路径与潜在源区分析 237
6.3 汾河平原疫情封锁管控对太原盆地空气质量的改善效果 240
6.3.1 疫情对太原市冬季无机气溶胶的影响 240
6.3.2 疫情对介休市冬季有机气溶胶的影响 245
参考文献 255
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| 內容試閱：
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中国是世界上最大的炼焦煤生产和消费大国，焦炭的生产和出口量对世界总生产和出口量的贡献比例分别为50%和60%。炼焦过程排放的大量有毒有害物质易通过扩散作用严重威胁周边地区大气环境质量及居民身体健康。大气中苯并[a]芘（BaP）含量达2ng/m3，即为诱发癌变的极限含量，而焦化区苯并芘含量高于极限值60～100 倍。据估计，2015年焦化行业排放烟粉尘、SO2、NOx 量分别为28.3 万吨、36.5 万吨、24.6万吨，分别占全国工业粉尘、SO2、NOx 排放量的1.9%、2.1%、1.7%。
焦炭产业集中的省份，往往也是灰霾严重高发的地区，因此焦化区域的大气污染防治及其健康危害效应成为全社会关注的焦点。
近年来，针对煤焦化行业高耗能、高污染的问题，国家出台了一系列产业政策，对煤焦化行业进行了清理、整顿和规范，淘汰落后产能，优化产业结构。现阶段，我国焦化行业在控制总量、淘汰落后、清洁生产、技术进步、结构调整、节能减排等方面取得了巨大进步，在深化供给侧结构性改革，积极应对原燃料价格高位运行、碳达峰碳中和等方面做出了积极贡献，行业生产集中度和企业结构得到了显著改善。
本书从煤焦化生产工艺出发，从工艺、产能、空间分布、污染物排放种类及特征、污染状况及危害、环保政策及要求等方面系统介绍了煤焦化行业的发展历史和现状。以颗粒物和大气挥发性有机物（VOCs）的离线采样为基础，研究了煤焦化污染区域大气气溶胶的形貌、化学组成、粒径分布、酸性、消光性以及二次成分等性质，并对VOCs 的化学组成、特征比值、二次有机气溶胶（SOA）生成潜势以及臭氧（O3）生成的控制机制等进行了研究。通过总结煤焦化区域相关健康危害研究及毒理学实验，探讨了煤焦化区域大气污染物的健康危害效应。从灰霾前体物、颗粒物中二次组分随污染等级的变化，以及气象条件在灰霾形成过程中的作用方面探讨了煤焦化污染区域灰霾的污染特征与形成机制。最后，详细介绍了太原盆地各种污染物的来源解析结果、太原市各污染物的输入与输出路径以及疫情封锁管控对太原市和介休市空气质量的改善效果，旨在全面加深对我国煤焦化区域大气污染的生成、排放与控制的理解，促进焦化行业清洁生产，保障居民身体健康。
本书的内容主要基于笔者及何秋生教授带领的太原科技大学大气污染协同控制团队完成的相关研究，由李宏艳撰写，温彪、黄时丹、赵志新、张琰茹、付国校核稿，最后由李宏艳统稿并定稿，何秋生主审。除署名者外，温鑫宇、张澔、葛家宝、白京霭、黄铭珠对第1 章内容的资料进行了收集和整理；闫雨龙、郭利利、张瑾、李宏宇、李荣杰、王阳、赵志新对第2 章内容的资料进行了收集和整理；高雪莹、宋琪、李婕、任璇、黄时丹、郑晓敏、刘泽乾对第3 章内容的资料进行了收集和整理；张可正、宁静、苏雨轩、柳景炜、刘泽乾对第4 章内容的资料进行了收集和整理；王伟、王阳、李荣杰、田晓对第5 章内容的资料进行了收集和整理；黄时丹、李宏宇、张瑾、赵志新、宋琪、李荣杰、王阳对第6章内容的资料进行了收集和整理；并对图书内容提出了修改建议等。同时感谢化学工业出版社对本书的关注和支持。
本书的撰写与出版是在国家自然科学基金项目（41172316、41472311、41501543、22076135、42077201）、国家自然科学基金海外及港澳学者合作研究基金项目（41728008）、国家生态环境部大气污染攻关项目（DQGG202107）、国家重点项目（211026）、山西省重点研发计划—国际科技合作项目（201803D421095）、山西省应用基础研究计划项目（2015021059、201901D111250）等的共同资助下完成的，在此一并感谢。
限于著者水平及撰写时间，书中不足和疏漏之处在所难免，敬请读者提出修改建议。
李宏艳
2022 年5 月
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