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了解大气污染物--VOCS

2023/4/11 9:29:24

  

VOCs是挥发性有机物英文名“Volatile Organic Compounds”的缩写,表示挥发性有机物这样一个集合概念。我国国家标准GB/T 18883-2002 《室内空气质量标准》中对总挥发性有机化合物(Total Volatile Organic Compounds TVOC)的定义是:利用Tenax GCTenax TA采样,采用非极性色谱柱(极性指数小于10)进行分析,保留时间在正己烷和正十六烷之间的挥发性有机化合物的总称。空气中存在的有机物不仅仅是VOCs。有些有机物在常温下可以在气态和颗粒物中同时存在,而且随着温度变化在两相中的比例会发生改变,这类有机物叫做半挥发性有机物,简称SVOCs。还有些有机物在常温下只存在于颗粒物中,它们属于不挥发性有机物,简称NVOCs。无论是VOCsSVOCs还是NVOCs在大气中都参与大气化学和物理过程,一部分可直接危害人体健康,它们带来环境效应包括影响空气质量影响天气气候等。



VOCs主要包含哪些物质呢?

按挥发性有机化合物(VOCs)的化学结构,可进一步分为8类:烷烃类、芳香烃类、烯烃类、卤代烃类、酯类、醛类、酮类和其他化合物。从环保意义上讲,主要指化学性质活泼的那一类挥发性有机物。常见的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、二异氰酸酯(TDI)、二异氰甲苯酯等。


VOCs对生物有毒害作用吗?

VOCs种类繁多,有些基本没有毒性,因此对人体及动物基本无害。但有些如甲醛、芳香烃特别是多环芳烃、二噁英类等具有较强的致癌、致畸、致突变等生物毒性,一些卤代烃和含氮化合物等也具有毒性,对人体健康有显著的毒害作用。



举例:植物本身是可以产生并排放一些VOCs的,人为排放的VOCs对植物的毒害在通常情况下应该也是微不足道。但是,VOCs经大气光化学反应产生的一些污染物,例如臭氧和过氧乙酰硝酸等一些氧化性较强的气态污染物,不但能危害人体健康,而且可伤害植物,严重时甚至导致其死亡。


VOCs与近地面臭氧有什么关系?

空气中的VOCs和氮氧化物等气体在的紫外光照射和高温条件下,会发生快速的光化学链式反应,产生包括臭氧和过氧乙酰硝酸酯等具有刺激性和毒性的氧化剂、醛酮类含氧有机物以及细颗粒物。在一些污染的城市、工业区及乡村地区,由于VOCs及氮氧化物浓度均较高,在阳光充足的温暖季节,近地面臭氧浓度会在太阳升起后快速升高,在不利的情况下,午后臭氧浓度可能不同程度地超出空气质量标准限值。生成的臭氧浓度高低取决于VOCs和氮氧化物浓度及两者的比值,但在多数污染区域,由于氮氧化物比较充足,VOCs浓度越高臭氧达到的浓度也越高。


VOCs浓度不太高的地区,地面臭氧浓度也能达到一定的水平。这是因为,污染气团的水平输送可以将臭氧带到清洁地区。另外,对流层的臭氧还具有天然来源,也就是平流层臭氧的向下输送,然后在一些下沉气流驱动下,向地表输送。根据VOCs等污染物的排放以及输送过程的变化,近地面臭氧浓度会呈现出一定的季节性变化特征。由于VOCs等人为污染物排放的增加,近一个多世纪以来近地面臭氧浓度在许多地区呈上升趋势。


VOCs对气候变化有什么影响?



VOCs和氮氧化物等在紫外光照的作用下,会发生一系列光化学反应,生成臭氧、二次气溶胶等污染物,引起对流层臭氧和气溶胶增加。对流层臭氧是一种具有温室效应的气体,可引起气候变暖VOCs参与形成的气溶胶作为全球气溶胶的一部分,也具有直接的辐射效应,并且还可以通过影响云的形成、液滴尺寸及滞留时间,从而间接地影响气候,其总的效果是起降温作用。由此可见,VOCs的长期变化是可以间接地引起气候变化的。


国家相关部门对于VOCs的态度

国家相关部门对于VOCs废气处理越来越重视,相继出台了一系列关于VOCs污染控制的相关政策。早在2011年国务院办公厅印发《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见》,首次将VOCs列为我国大气污染防治的重点污染物。在此之后十年相关政策频出,生态环境部在2020年,印发《2020年挥发性有机物治理攻坚方案》的通知,2021年《关于加快解决当前挥发性有机物治理突出问题的通知》加快解决当前挥发性有机物(VOCs)治理存在的突出问题,全国各个省市也相继响应国家政策,纷纷制定并发表了各地专项治理攻坚方案。由此可见,VOCs早已成为大气环境监测治理中极其重要的角色。

目前,我国VOCs污染控制的政策体系已初步形成,但相关监测手段有待提升。