環境空氣中VOCs的來源和特征的研究

摘 要：空氣中VOCs具有很強的化學活性，容易與空氣中其余化合物發生光化學反應，進而引發以臭氧污染為代表的光化學污染事故。本文深入論述了VOCs的來源，并從工業、交通、日常生活排放源等角度分析了VOCs的排放特征。

關鍵詞：空氣；VOCs；來源；特征

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.204

0 引言

近幾十年來，全球化學工業取得了飛速的發展，對于化工原料、化石能源的消耗也隨之不斷增加。與此同時，城市化的不斷推進，我國汽車的保有量出現急劇攀升。汽車對于化石能源的消耗也急劇增加。因此，環境空氣中的揮發性有機物（VOCs）的濃度也呈逐年上升的趨勢。由于VOCs的化學活性很強，極容易與空氣中的氮氧化物（NOx）發生光化學反應，引起臭氧污染。近年來，在我國許多城市和地區均出現了不同程度的光化學污染事故。

有研究顯示，以臭氧污染為代表的光化學污染事故在我國頻繁發生，尤其是在經濟發達的大城市。并且，光化學污染呈現逐年增加和加重的趨勢。而空氣中VOCs的含量決定了臭氧的濃度。因此，必須做好環境空氣中VOCs的防治，以進一步遏制光化學污染。

1 環境空氣中VOCs的來源

在常溫和常壓下，VOCs的飽和蒸氣壓>70Pa，沸點介于50-260℃。VOCs通常由烴類、含鹵烴類和多環芳烴類等物質組成。其來源復雜、排放量大，對環境和人體均會產生不利影響。大部分VOCs具有毒性，對人體器官有刺激和毒害作用，甚至有些具有致癌致畸作用。另外，VOCs的化學活性強，極易與空氣中其余化合物發生反應，由此形成二次污染物。

有研究顯示，2009年我國VOCs排放量最大的三個行業為：合成材料生產，石油煉制、石油化工，以及建筑裝飾。當前，人為排放VOCs的主要來源有工業生產和燃燒、交通及生物質燃燒。并且，工業污染源排放的VOCs總量呈顯著上升趨勢，并有可能成為排放最大的來源。

2 環境空氣中VOCs的排放特征

2.1 工業源VOCs的排放特征

有研究顯示，1980年以來，我國工業排放的VOCs總量呈不斷上升的趨勢。并且，在2000年以前，排放增長穩定，年增長率約在4-5%。而2001年以后，VOCs的排放量急劇增加，年均增長率為11-12%。近年來，工業固定源逐漸成為VOCs的主要排放源[1]。然而，不同的工業行業，其VOCs排放的環節、物質特征等都不同。因此對于不同行業的VOCs的排放特征的分析，一定要結合行業特征來進行判斷。此外，我國工業排放源中VOCs的排放量與生產活動強度呈正相關。如2月份期間，VOCs的排放量有所下降，這與每年2月工業產品產量低值有關。而3月份以后，VOCs的排放開始增長。

2.2 交通排放源的排放特征

隨著我國汽車數量的急劇增加，對于汽柴油等化石能源的消耗也是顯著增長。機動車尾氣排放產生的VOCs已成為城市空氣污染的關鍵因素[2]。因此，對于機動車尾氣治理工作必須常抓不懈。有研究顯示，機動車尾氣中苯系物如苯、甲苯等的含量很大，其次為丙烷、丙烯等化合物。因此，我們可以認為，交通排放源的排放特征如下：汽車尾氣中排放的VOCs污染物主要為苯系物如苯、甲苯等。此外，尾氣中還含有烷烴和氯代烴等污染物。同時，不同的車型排放的VOCs組成成分和排放量也不相同。如小轎車尾氣排放的烷烴>芳烴>炔烴；摩托車的VOCs排放濃度普遍高于汽油車和柴油車。

對于交通排放源，必須加強機動車尾氣排放的控制。另外要加強發動機燃燒效率的的提升、對于要求淘汰的車型要堅決予以淘汰。

2.3 日常生活排放源的排放特征

裝修裝飾、生物質燃燒等日常生活也產生了大量的VOCs。裝修裝飾所產生的VOCs含量，室內顯著高于室外。因此，必須加強室內的通風。同時，裝修材料所產生的VOCs排放量與材料中的油漆、膠等顯著相關。在短期內，裝修所產生的VOCs濃度高，成分復雜，對人體的危害很大。

生物質的燃燒也會產生大量的VOCs。如我國廣大農村，居民多采用秸稈、木柴來燒火做飯、取暖。秸稈的燃燒，必然會帶來大量的VOCs和煙塵。生物質燃燒所產生的VOCs主要為芳香烴和醛類物質，因此必須嚴格控制秸稈燃燒。對于秸稈的禁燒，切實引導農民改變原有的農業技術。

居民廚房油煙也會帶來VOCs，而且其屬于無組織排放。廚房油煙中主要包含乙醇、丙烷等污染物，且去除率嚴重不足。廚房油煙引起臭味的主要污染物是醛類（嗅閾值與丁醛相當）。含氧有機物和烯烴則是廚房油煙中容易引起光化學反應的污染物。

3 結論

環境空氣中的揮發性有機物（VOCs）濃度逐年上升。VOCs的化學活性強，極易引起光化學煙霧污染。大氣中VOCs的來源可分為天然源和人為源。其中，人為源中的工業污染源排放的VOCs總量呈顯著上升趨勢，并有可能成為排放最大的來源。工業、交通、日常生活等排放源排放VOCs具有不同的排放特征，要結合這些特征做好VOCs的防治，以遏制環境空氣的污染態勢。

參考文獻：

[1]李雷，李紅，王學中等.廣州市中心城區環境空氣中揮發性有機物的污染特征與健康風險評價[J].環境科學，2013，34（12）：4558-4564.

[2]付琳琳，邵敏，劉源等.機動車VOCs排放特征和排放因子的隧道測試研究[J].環境科學學報，2005，25（07）：879-885.

作者簡介：張勁（1982-），男，江蘇南京人，本科，助理工程師，從事環境監測和環境污染治理工作。