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更新时间:2024-07-11 11:55:27
VOCs是挥发性有机物英文名“Volatile Organic Compounds”的缩写,有时也称做VOC,此时专指一种VOC,或者表示挥发性有机物这样一个集合概念。无论是中文的挥发性有机物还是英文的Volatile Organic Compounds均比较长,因此习惯上常用VOCs或者VOC来简称。
不同的机构和组织出于不同的管理、控制或研究需要,对VOCs的定义不尽相同,目前尚没有统一、公认的定义。
美国材料与试验协会(ASTM)D3960-98标准将VOCs定义为任何能参加大气光化学反应的有机化合物;美国国家环保局(EPA)对VOCs的定义为:挥发性有机化合物是除一氧化碳、二氧化碳、碳酸、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外,任何参加大气光化学反应的碳化合物;世界卫生组织(WHO,1989)对总挥发性有机物(Total Volatile Organic Compounds,TVOC)的定义为:熔点低于室温而沸点为50-260℃的挥发性有机化合物的总称。
我国标准主要基于能否参与光化学反应来定性:挥发性有机物(VOCs)是指“能参与大气光化学反应的有机化合物,或者根据规定的方法测量或核算确定的有机化合物”。
按VOCs的化学结构,可将其进一步分为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。它们最典型的共有特性是具有挥发性,并且许多VOCs具有易于发生化学反应的特性(反应性)。常见的VOCs有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、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。
大多数VOCs的气味并不明显,但有一些VOCs,如醇、醛、酮类、芳香烃类、含硫化合物等浓度达到一定程度会有较明显的令人喜欢或厌恶的气味。化学成分极为复杂的挥发性恶臭有机物属于一类极为特殊的挥发性有机物,具有更为复杂难辨的恶臭气味。
VOCs的三大来源:煤、石油、天然气
VOCs的污染源分为固定源和移动源。煤、石油和天然气或以煤、石油和天然气为燃料或原料的工业与它们有关的化学工业是挥发性有机物产生的三大重要来源。
如石油开采与加工,炼焦与煤焦油加工,煤矿、木材干馏,天然气开采与利用。
VOC室外主要来自燃料燃烧和交通运输;室内主要来自燃煤和天然气等燃烧产物、吸烟、采暖和烹调等的烟雾,建筑和装饰材料、家具、家用电器、清洁剂和人体本身的排放等。
烟草行业:油墨、有机溶剂。
纺织品行业:鞋类制品所用的胶水等。
玩具行业:涂改液、香味玩具等。
家具装饰材料:涂料、油漆、胶黏剂等。
汽车配件材料:胶水、油漆等。
电子电气行业:在较高温度下使用时会挥发出VOC、电子五金的清洁溶剂等。
其他:洗涤剂、清洁剂、衣物柔顺剂、化妆品、办公用品、壁纸及其他装饰品。
日常食用的食醋中包含醋酸(学名乙酸),可挥发进入空气,属于含氧的VOCs(简称OVOCs)。酒类饮品都含有酒精(学名乙醇),属于挥发性较强的醇类,当然也属于VOCs,是一种OVOCs。香水中含有各种各样的植物提炼或化学合成的芳香性化合物、精油类物质等,其中有许多属于VOCs,例如芳香醛、芳香酯等。此外香水中的助溶剂通常是乙醇等VOCs。一些水果(例如柠檬、橙子等)和日用清洗剂中含有苧烯,也是具有香味的VOCs。家庭装修和家具等释放的室内空气污染物,例如甲醛、苯、甲苯等都属于VOCs。
空气中的VOCs受到排放、输送、化学反应等多种因素的影响。因此,不同地区可观测到的VOCs种类会有所不同。通常,城市地区较多地体现出机动车船排放、汽油和溶剂使用等特征,芳香烃等含量相对较高;温暖季节在植被覆盖较密的地区能检测到由植物类天然源排放的、浓度较高的蒎烯和萜烯类物种;在城市和污染区域的下游地区能检测到较多的烃类氧化之后的产物如醛、酮类等VOCs;在偏远地区主要能检测到一些反应活性较弱的烷烃、炔烃类VOCs及一些含氧VOCs等。
VOCs具有挥发性,在常温条件下很容易挥发形成VOCs气体,造成大气污染,破坏臭氧层,危害人类健康和生态环境。主要体现在以下几个方面:
健康影响:VOCs对人体的危害可以说是由外到内,无所不用其极。某些VOCs可使皮肤出现丘疹、瘙痒等症状,对眼鼻呼吸道等有刺激作用,导致眼睛、鼻子、喉咙发炎,严重时可引起气喘、神志不清、昏厥、呕吐及支气管炎等。更要命的是,VOCs易通过呼吸道、消化道和皮肤进入人体,从而引起胃胀、胃痛,损伤肝、肾,影响中枢神经系统,造成头疼等症状。
VOCs的杀手锏是让所有人为之颤栗的两个字:癌症。室内长期暴露于VOCs下会增加得肺癌、白血病和淋巴瘤的几率。
对环境的影响:人为活动排放的二氧化碳、甲烷等多种温室气体以及气溶胶可以改变大气辐射收支,引起气候变化。多数VOCs多数不属于温室气体,但VOCs中的少数种类化合物,例如一些卤代烃,也具有温室效应,因而也属于温室气体。大部分温室气体在大气中的寿命较长,而大部分VOCs在大气中会很快发生化学反应转化为其他物质。正因为如此,温室气体的影响是全球性的,而且可影响到大气平流层以及更高高度,而多数VOCs的影响则主要局限于区域尺度的对流层范围内,大多数VOCs并不能显著地直接改变辐射收支。但是,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。
会诱发雾霾天气。霾是指空气中的大量极细微的尘粒子均匀地浮游在空中,使空气浑浊,视野模糊并导致水平能见度小于10km的自然天气现象。霾污染主要源于人为活动,罪魁祸首是细颗粒物(PM2.5)。这些细颗粒物的化学组成包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐、黑碳、有机化合物等,少数来自污染源的直接排放,多数来自SO2、NOx和VOCs等的大气光化学转化。PM2.5中有机物通常占相当高的比重,这些有机物一部分排放后直接形成颗粒或气溶胶,还有一部分是VOCs的大气化学转化产物。许多VOCs经过大气化学反应之后被转化为不挥发或半挥发性有机物,成为二次有机气溶胶(简称SOA)。
此外,VOCs作为大气化学反应的“燃料”,通过形成臭氧等增加了大气氧化性,对于二氧化硫、氮氧化物等污染气体转化形成硫酸盐和硝酸盐气溶胶起重要作用,从而也促进了霾的形成。可见VOCs也是导致霾形成的重要原因,对霾污染形成具有直接和间接的作用。
总的来说,VOCs对环境产生严重的危害,会破坏臭氧层,造成温室效应,诱发雾霾天气等。无论是大家关心热议的细颗粒物(PM2.5)还是臭氧(O3),都和VOCs有千丝万缕的联系。
降低人为排放VOCs的三大办法
1.源头控制VDC5污染物的产生
可选择水性、辐射固化、无溶剂等低VOCs含量的涂料、油墨、胶粘剂、清洗剂等原辅材料。
2.加强生产过程中的VOCs无组织排放管控
含VOCs的物料管理:应储存于密闭容器、包装袋、高效密封储罐、封闭式储库、料仓等;
含VOCs产品的使用过程:应采用密闭设备或在密闭空间内操作;无法密闭的,应采取局部气体收集措施,控制风速不应低于0.3m/s。
3.加强生产过程中的VOCs无组织排放管控
低浓度、大风量废气,宜采用活性炭吸附、沸石转轮吸附、减风增浓等浓缩技术,提高VOCs浓度后净化处理。高浓度废气,优先进行溶剂回收,难以回收的,宜采用高温焚烧、催化燃烧等技术。
光催化、光氧化技术主要适用于恶臭异味等治理,低温等离子体、生物法主要适用于低浓度VOCs废气治理和恶臭异味治理,非水溶性的VOCs废气禁止采用水或水溶液喷淋吸收处理。
控制VOCs的产生,除了企业要做到切实的管控和治理,我们每一个市民大众,也要做好生活中的防护。
1.积极倡导低碳、绿色的出行方式,尽量选择乘坐公共交通工具、骑自行车或步行
2.烹饪时,选择更健康的烹调方式
3.节假日不要过量燃放烟花爆竹
4.尽量杜绝露天焚烧秸秆、垃圾、 落叶等
5.装修尽量选用环保型材料,不浪费,不过度装修