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VOCs种类及VOCs污染物来源

近年,说到“空气污染”,第一个出现的关键词是什么?相信大家都会说“PM2.5”。没错,从近年的政府政策、媒体曝光到社会舆论,甚至市场消费(2011年至2015年,我国空气净化器销量增长了214.2%,年复合增长率42.84%)都能反映出我们对PM2.5的关注和抗争。
其实近年来,中国多个城市的臭氧浓度出现持续上升。在有的城市,臭氧已经悄悄取代PM2.5,成为大气污染的首要污染物。例如,2015年大连市臭氧浓度均值达到161微克/立方米,市区出现37天臭氧超标,比2014年增加36天,臭氧成为了首要污染物;2016年6月-8月,京津冀地区的近半数污染日内,臭氧也代替PM2.5成为了空气首要污染物。
而VOCs就是这一危害的元凶。
什么是VOCs?
VOCs,挥发性有机化合物(VolatileOrganic Compounds),是大气中一类广泛存在的重要气态污染物,按照世界卫生组织(WTO,1989)的定义,其为在常温下,沸点50℃~260℃的各种有机化合物。VOCs 不仅对人体健康和生态环境等有直接影响,还可通过参与大气光化学反应生成二次污染物,比如上文提到的臭氧,以及过氧乙酰硝酸酯、有机气溶胶等,是导致空气污染的重要前体物之一。
VOCs危害
一方面,因为VOCs大多不溶于水,可混溶于苯、醇、醚等多数有机溶剂,多数对皮肤、粘膜有刺激性,对中枢神经系统有麻醉作用。其所表现出的毒性、刺激性、致癌作用和具有的特殊气味能导致人体呈现种种不适反应。
另一方面,VOCs具有相对强的活性,导致它们在大气中既可以以一次挥发物的气态存在,又可以在紫外线照射下,在PM10颗粒物中发生无穷无尽的变化,再次生成为固态、液态或二者并存的二次污染物存在,且参与反应的这些化合物寿命相对较长,可以随着天气变化,或者飘移扩散,或者进入水和土壤。
VOCs种类
按照化学结构来讲,VOCs可分为八类:烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他。它的主要成分有烃类、卤代烃、氧烃和氮烃,包括苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等。
目前,已鉴别出300多种挥发性有机物,其中,美国环保署(EPA)所列的优先控制污染物名单中就有50多种是挥发性有机物。
VOCs来源
那VOCs是如何产生的呢?来源主要有人为源和天然源。
污染物来源示意
天然源包括植物释放、火山喷发、森林草原火灾等,其中最重要的排放源是森林和灌木林,最重要的排放物是异戊二烯和单萜烯。
人为源可分为固定源、流动源和无组织排放源三类。其中交通运输是全球最大的VOCs人为排放源,溶剂使用是第二大排放源。

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