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了解大氣污染物--VOCS

2023/4/11 9:29:24

  

VOCs是揮發(fā)性有機物英文名“Volatile Organic Compounds”的縮寫,表示揮發(fā)性有機物這樣一個集合概念。我國國家標準GB/T 18883-2002 《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》中對總揮發(fā)性有機化合物(Total Volatile Organic Compounds TVOC)的定義是:利用Tenax GCTenax TA采樣,采用非極性色譜柱(極性指數(shù)小于10)進行分析,保留時間在正己烷和正十六烷之間的揮發(fā)性有機化合物的總稱?諝庵写嬖诘挠袡C物不僅僅是VOCs。有些有機物在常溫下可以在氣態(tài)和顆粒物中同時存在,而且隨著溫度變化在兩相中的比例會發(fā)生改變,這類有機物叫做半揮發(fā)性有機物,簡稱SVOCs。還有些有機物在常溫下只存在于顆粒物中,它們屬于不揮發(fā)性有機物,簡稱NVOCs。無論是VOCs、SVOCs還是NVOCs在大氣中都參與大氣化學和物理過程,一部分可直接危害人體健康,它們帶來環(huán)境效應(yīng)包括影響空氣質(zhì)量、影響天氣氣候等。



VOCs主要包含哪些物質(zhì)呢?

按揮發(fā)性有機化合物(VOCs)的化學結(jié)構(gòu),可進一步分為8類:烷烴類、芳香烴類、烯烴類、鹵代烴類、酯類、醛類、酮類和其他化合物。從環(huán)保意義上講,主要指化學性質(zhì)活潑的那一類揮發(fā)性有機物。常見的VOCs有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二異氰酸酯(TDI)、二異氰甲苯酯等。


VOCs對生物有毒害作用嗎?

VOCs種類繁多,有些基本沒有毒性,因此對人體及動物基本無害。但有些如甲醛、芳香烴特別是多環(huán)芳烴、二噁英類等具有較強的致癌、致畸、致突變等生物毒性,一些鹵代烴和含氮化合物等也具有毒性,對人體健康有顯著的毒害作用。



舉例:植物本身是可以產(chǎn)生并排放一些VOCs的,人為排放的VOCs對植物的毒害在通常情況下應(yīng)該也是微不足道。但是,VOCs經(jīng)大氣光化學反應(yīng)產(chǎn)生的一些污染物,例如臭氧和過氧乙酰硝酸等一些氧化性較強的氣態(tài)污染物,不但能危害人體健康,而且可傷害植物,嚴重時甚至導致其死亡。


VOCs與近地面臭氧有什么關(guān)系?

空氣中的VOCs和氮氧化物等氣體在的紫外光照射和高溫條件下,會發(fā)生快速的光化學鏈式反應(yīng),產(chǎn)生包括臭氧和過氧乙酰硝酸酯等具有刺激性和毒性的氧化劑、醛酮類含氧有機物以及細顆粒物。在一些污染的城市、工業(yè)區(qū)及鄉(xiāng)村地區(qū),由于VOCs及氮氧化物濃度均較高,在陽光充足的溫暖季節(jié),近地面臭氧濃度會在太陽升起后快速升高,在不利的情況下,午后臭氧濃度可能不同程度地超出空氣質(zhì)量標準限值。生成的臭氧濃度高低取決于VOCs和氮氧化物濃度及兩者的比值,但在多數(shù)污染區(qū)域,由于氮氧化物比較充足,VOCs濃度越高臭氧達到的濃度也越高。


VOCs濃度不太高的地區(qū),地面臭氧濃度也能達到一定的水平。這是因為,污染氣團的水平輸送可以將臭氧帶到清潔地區(qū)。另外,對流層的臭氧還具有天然來源,也就是平流層臭氧的向下輸送,然后在一些下沉氣流驅(qū)動下,向地表輸送。根據(jù)VOCs等污染物的排放以及輸送過程的變化,近地面臭氧濃度會呈現(xiàn)出一定的季節(jié)性變化特征。由于VOCs等人為污染物排放的增加,近一個多世紀以來近地面臭氧濃度在許多地區(qū)呈上升趨勢。


VOCs對氣候變化有什么影響?



VOCs和氮氧化物等在紫外光照的作用下,會發(fā)生一系列光化學反應(yīng),生成臭氧、二次氣溶膠等污染物,引起對流層臭氧和氣溶膠增加。對流層臭氧是一種具有溫室效應(yīng)的氣體,可引起氣候變暖。VOCs參與形成的氣溶膠作為全球氣溶膠的一部分,也具有直接的輻射效應(yīng),并且還可以通過影響云的形成、液滴尺寸及滯留時間,從而間接地影響氣候,其總的效果是起降溫作用。由此可見,VOCs的長期變化是可以間接地引起氣候變化的。


國家相關(guān)部門對于VOCs的態(tài)度

國家相關(guān)部門對于VOCs廢氣處理越來越重視,相繼出臺了一系列關(guān)于VOCs污染控制的相關(guān)政策。早在2011年國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于推進大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量的指導意見》,首次將VOCs列為我國大氣污染防治的重點污染物。在此之后十年相關(guān)政策頻出,生態(tài)環(huán)境部在2020年,印發(fā)《2020年揮發(fā)性有機物治理攻堅方案》的通知,2021年《關(guān)于加快解決當前揮發(fā)性有機物治理突出問題的通知》加快解決當前揮發(fā)性有機物(VOCs)治理存在的突出問題,全國各個省市也相繼響應(yīng)國家政策,紛紛制定并發(fā)表了各地專項治理攻堅方案。由此可見,VOCs早已成為大氣環(huán)境監(jiān)測治理中極其重要的角色。

目前,我國VOCs污染控制的政策體系已初步形成,但相關(guān)監(jiān)測手段有待提升。