專注于環(huán)境監(jiān)測(cè)服務(wù),,致力于環(huán)保事業(yè)發(fā)展
今天為大家講解一下關(guān)于VOCs的來(lái)源和危害。VOCs的來(lái)源包括天然源和人為源。天然源是指森林,、草原,、海洋等植物排放,;人為源則可分為固定源和流動(dòng)源兩大類,,其中固定源包括化石燃料和生物質(zhì)(秸稈、木材)燃燒,、溶劑使用,、工業(yè)過(guò)程(如石油化工、煉鋼煉焦)等,。流動(dòng)源指所有和機(jī)動(dòng)車,、船、飛機(jī)等交通工具相關(guān)的排放,。此外,,這些VOCs排放到大氣中,在光照等條件下通過(guò)化學(xué)反應(yīng)可生成新的VOCs,,即所謂的VOCs二次來(lái)源,。
沒(méi)有明顯的證據(jù)表明植物排放的VOCs會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生直接的危害。但是植物排放的VOCs非?;顫?,可以與氮氧化物發(fā)生一系列復(fù)雜的大氣化學(xué)反應(yīng),生成臭氧和有機(jī)氣溶膠,。而環(huán)境空氣中的臭氧和有機(jī)氣溶膠達(dá)到一定濃度后,,就會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。所以,從這個(gè)角度說(shuō),,植物排放的VOCs在一定的條件下會(huì)對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生不利影響,。
植物排放的VOCs會(huì)通過(guò)一系列復(fù)雜的大氣化學(xué)反應(yīng)生成臭氧和有機(jī)氣溶膠,影響大氣環(huán)境,。在全球而言,,植物排放的VOCs的量比人為排放的要大得多,約占了全球總VOCs排放量的90%,。這部分VOCs對(duì)大氣環(huán)境,、生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生重要的影響。對(duì)植物排放的VOCs進(jìn)行研究,,對(duì)了解全球和區(qū)域大氣環(huán)境,、碳循環(huán)乃至氣候變化都是必不可少的,。
機(jī)動(dòng)車排放的VOCs中含有大量有毒物質(zhì),,對(duì)空氣質(zhì)量和人體健康有著重要危害。機(jī)動(dòng)車排放是我國(guó)城市地區(qū)大氣VOCs主要的人為排放源,。機(jī)動(dòng)車排放的VOCs主要是燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的不完全燃燒生成的,,此外還包括燃料的揮發(fā)散逸導(dǎo)致的排放。
機(jī)動(dòng)車排放的 VOCs 主要成分包括:烷烴,、烯烴,、芳香烴、含氧/硫化合物和乙炔等,。汽油車排放的主要VOC物種是乙烯,、芳香烴、異戊烷等,,芳香烴中甲苯和二甲苯含量較高,。柴油車尾氣VOCs主要為丙烯、丙烷等短鏈碳?xì)浠衔?,此外還含有C8以上的直鏈烷烴,,如壬烷、葵烷,、十一烷等,。柴油車中的醛酮化學(xué)物顯著高于其他類型的機(jī)動(dòng)車。摩托車的VOCs組分主要為乙炔和2-甲基己烷,,以及二甲苯和乙烯為主的芳香烴和烯烴類物質(zhì),。LPG助動(dòng)車排放的VOCs主要以低于4碳的烷烴、烯烴為主,其中丙烷,、異丁烯,、正丁烷3種化合物占了總量的很大一部分比重。
現(xiàn)代飛機(jī)使用的燃料為航空燃油,,飛機(jī)在起飛,、降落和巡航過(guò)程中,會(huì)向大氣環(huán)境排放VOCs,,主要包括不飽和烴類(如乙烯,、丙烯等烯烴,苯,、甲苯等芳香烴)和醛類物質(zhì)(如甲醛,、乙醛),乙烯和甲醛是最主要的兩種VOCs,。
目前我國(guó)輪船的發(fā)動(dòng)機(jī)主要以柴油機(jī)為主,,且普遍以“重油”為燃料,輪船在裝卸及巡航過(guò)程中會(huì)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的揮發(fā)和燃燒向大氣環(huán)境排放VOCs,,主要包括烷烴類(如丙烷)和芳香烴類物質(zhì)(如苯,、甲苯、二甲苯),。
對(duì)于運(yùn)載石油及其產(chǎn)品的貨運(yùn)輪船,,在油品的裝卸運(yùn)輸及壓艙水的回收處理過(guò)程中會(huì)因油品的泄漏或揮發(fā)而向大氣環(huán)境排放VOCs,其組成與油品揮發(fā)排放的VOCs相同,。
近年迅速發(fā)展起來(lái)的“綠色船舶”——LNG船(LiquefiedNaturalGas,,液化天然氣),其尾氣排放的VOCs相對(duì)較少,。
汽油揮發(fā)排放的VOCs主要是C3-C5的烯烴和烷烴(如丁烷,、戊烷),,另外還會(huì)有少量的芳香烴(如甲苯)和醚類(如甲基叔丁基醚,簡(jiǎn)稱MTBE,,一種常用汽油添加劑,。
原油揮發(fā)排放的VOCs主要是C1-C6的烷烴,即:甲烷,、乙烷,、丙烷、丁烷,、戊烷,、己烷,其中丙烷和丁烷占有較大的比例,。
柴油揮發(fā)排放的VOCs主要是C6-C19的直鏈烷烴(如環(huán)己烷,、正庚烷),另外還會(huì)有少量的芳香烴(如三甲苯、萘,。
煤油揮發(fā)排放的VOCs主要是雙環(huán)及單環(huán)環(huán)烷烴,,潤(rùn)滑油揮發(fā)排放的VOCs主要是多環(huán)芳香烴。
?石油煉制廢氣主要來(lái)自燃燒煙氣和工藝尾氣,,主要為固定排放源,,如:加熱爐煙氣、鍋爐煙氣,、催化劑再生煙氣,、焦化放空氣、氧化瀝青尾氣,、硫回收尾氣等,。其中,VOCs的特征污染物為:苯并(a)芘,、苯,、甲苯、二甲苯,、乙烯,、丙烯,、丁烯,、丁二烯、酚,、硫醇等,。
石油化工行業(yè)廢氣主要有燃燒煙氣、工藝尾氣,、裝置設(shè)備泄漏的烴類氣體,,堿渣處理裝置、污水處理廠等散發(fā)的惡臭氣體等,。此外,,輕質(zhì)油品及揮發(fā)性化學(xué)藥劑和溶劑貯存過(guò)程中的逸散、泄漏,、廢水及廢棄物處理和運(yùn)輸過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生發(fā)散的惡臭和有害氣體,,對(duì)大氣造成污染。特征污染物為:烷烴,、烯烴,、環(huán)烷烴、醇,、芳香烴,、醚酮、醛、酚,、酯,、鹵代烴、鹵化物等,。
幾乎所有的建筑工程都會(huì)使用到柴油機(jī)等動(dòng)力強(qiáng)勁的機(jī)械,,在使用過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)油品的揮發(fā)和不完全燃燒會(huì)產(chǎn)生VOCs污染物,,主要包括烷烴類(如丙烷)和芳香烴類物質(zhì)(如甲苯,、乙苯、二甲苯,、三甲苯,、萘、菲),。另外,,在建筑工程機(jī)械的工作過(guò)程中,較為廣泛使用的潤(rùn)滑油,、液壓油等亦會(huì)因揮發(fā)而產(chǎn)生少量VOCs,,以多環(huán)芳香烴類物質(zhì)為主。
煉焦行業(yè)是重要的VOC排放源之一,。焦化生產(chǎn)過(guò)程釋放大量的污染物,,其中排放的VOCs以苯系物為主,其他的依次為烷烴(如正庚烷),、鹵代烴(如溴苯,、二氯乙烷)和萜烯類。
化學(xué)醫(yī)藥制造行業(yè)經(jīng)常使用溶劑,,對(duì)藥物進(jìn)行萃取,、浸析、洗滌等過(guò)程的分離純化和精制,;其VOC排放主要源于溶劑的揮發(fā),。化學(xué)組分以醇類化合物,、酮類化合物和醚類化合物為主,。
食品工業(yè)過(guò)程中,植物油提煉工藝的溶劑揮發(fā)和各類酒品制造過(guò)程的發(fā)酵揮發(fā)是VOCs排放的主要來(lái)源,。前者所用溶劑多為120#汽油,,而后者發(fā)酵產(chǎn)物以乙醇為主。該工業(yè)過(guò)程排放VOC的化學(xué)組分以烷烴和醇類化合物為主,。
干洗行業(yè)主要的干洗劑是四氯乙烯,,因此會(huì)向大氣環(huán)境排放含有四氯乙烯的有機(jī)廢氣,。
合成革工業(yè)在生產(chǎn)加工過(guò)程存在很多的潛在排放源,廢氣組成與具體工藝,、配方組成有關(guān),。如聚氨酯合成革工業(yè)排放量最大的VOCs物質(zhì)為乙酸乙酯,其他主要成分包括甲苯和酮類(如2-丁酮)等物質(zhì),。
輪胎制造業(yè)是傳統(tǒng)的高加工產(chǎn)業(yè),,VOCs 廢氣來(lái)自于三個(gè)方面:生膠解離、有機(jī)溶劑的揮發(fā)和熱反應(yīng)生產(chǎn),,排放的VOCs主要包括烷烴和烯烴衍生物,,以及甲苯、二甲苯,、丙酮等物質(zhì),。
其他行業(yè)如:煙草行業(yè)、紡織品行業(yè),、玩具行業(yè),、家具裝飾材料、汽車配件材料,、電子電氣行業(yè)以及洗滌劑,、清潔劑、衣物柔順劑,、化妝品,、辦公用品、壁紙及其他裝飾品,、農(nóng)藥,、橡膠、精細(xì)化工等行業(yè)均會(huì)產(chǎn)生VOCs,。
農(nóng)作物光合作用的產(chǎn)物有一半以上存在于收獲籽實(shí)后的秸稈中,秸稈在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生多種VOCs,,除一部分直接進(jìn)入大氣環(huán)境外,,其他主要附著在燃燒顆粒物及未燃盡的飛灰中。
秸稈的種類和燃燒方式不同,,其燃燒時(shí)產(chǎn)生VOCs的量和種類會(huì)有所差別,露天焚燒秸稈產(chǎn)生的VOCs數(shù)量更多,。總體而言,,糧食類(如小麥,、水稻、玉米,、高粱)和油料類農(nóng)作物(如油菜,、花生,、芝麻)的秸稈在燃燒時(shí)產(chǎn)生的VOCs較多,主要包括芳香烴類(如苯,、甲苯,、二甲苯、苯乙烯,、萘,、菲)和醛類物質(zhì)(如甲醛、乙醛,、丙醛),,另外還會(huì)產(chǎn)生少量烯烴類(如丁烯、1,3-丁二烯),、烷烴類(如丁烷,、庚烷)、鹵代烴類(如氯甲烷),、腈類(乙腈),、酮類(如丙酮)、酯類(如乙酸甲酯)以及其他類物質(zhì)(如苯并呋喃),。氯甲烷和乙腈是生物質(zhì)燃燒排放的標(biāo)識(shí)性VOCs物種,。
由于我國(guó)生活垃圾的含水率和易生物降解有機(jī)組分的含量較高,生活垃圾產(chǎn)生后的0-3天時(shí)間內(nèi),,垃圾中的有機(jī)物會(huì)在微生物的降解作用下產(chǎn)生少量的VOCs釋放至大氣中,,主要包括酮類(如丙酮、丁酮)和硫醚類物質(zhì)(如二甲基二硫醚,、二甲基硫醚),。另外,少量來(lái)自生活垃圾自身含有或吸附-溶解的VOCs會(huì)揮發(fā)至大氣中,,主要是芳香烴類物質(zhì),,如苯、甲苯,、二甲苯,、苯乙烯等。硫醚類物質(zhì)具有令人不愉快的惡臭氣味,。
在我國(guó),,煤炭資源較為豐富,在整個(gè)能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要地位,。尤其在北方,,大多數(shù)采用燃煤燃燒進(jìn)行供暖,而在煤炭燃燒過(guò)程中,,除排放常規(guī)污染物如SO2,、NOx,、CO2及粉塵等外,還會(huì)排放特殊有機(jī)污染物包括烷烴,、烯烴,、苯系物等。這些VOCs成分隨著燃燒煤的種類不同而有所差異,。
無(wú)煙煤燃燒排放的主要成分是苯系物(如苯和甲苯),、烯烴(如乙烯、丙烯)等,。煙煤排放的VOCs主要是乙炔,、烯烴(如乙烯、丙烯),、丙烷以及苯,、甲苯等苯系物。蜂窩煤也是家庭生火,、取暖的重要燃燒源,,燃燒蜂窩煤排放的VOCs與無(wú)煙煤基本一致,因?yàn)樗闹饕煞志褪菬o(wú)煙煤,。
室內(nèi)環(huán)境中VOCs污染物的來(lái)源多種多樣,。其中,建筑材料是最主要的來(lái)源,,除了地板之外,,還包括敷設(shè)材料、顏料,、油漆,、粘結(jié)劑、木材防護(hù)劑,、墻體和屋頂護(hù)層,、密封劑、涂墻灰泥,、磚塊和混凝土等,。此外,清潔劑,、除臭劑、殺蟲(chóng)劑,、化妝品的使用,,廚房?jī)?nèi)家用燃料的燃燒(例如天然氣爐灶)、烹飪油煙,,吸煙,,打印機(jī),、復(fù)印機(jī)的使用,人的呼吸與代謝均會(huì)產(chǎn)生VOCs,??偟膩?lái)說(shuō),室內(nèi)有關(guān)溶劑使用的物品,,均可能是VOCs的來(lái)源,。
從微觀上看,餐飲油煙具有氣態(tài),、液態(tài),、固態(tài)三種形態(tài)。其中的氣態(tài)污染物(VOCs)排入大氣后與空氣形成混合氣體,;大顆粒的液態(tài)污染物,、固態(tài)污染物分布在空氣中形成可自然沉降的懸浮顆粒物;細(xì)顆粒液態(tài),、固態(tài)污染物分布在空氣中形成相對(duì)穩(wěn)定的氣溶膠,。餐飲油煙中的VOCs包括烷烴、烯烴,、醛酮類,、酯類、脂肪酸,、芳香化合物和雜環(huán)化合物,。
餐飲油煙的危害是多方面的,首先它是PM2.5的直接排放源之一,,其次油煙中含有多種揮發(fā)性有機(jī)物,,可以與環(huán)境中的氮氧化物發(fā)生反應(yīng),增強(qiáng)大氣的氧化性,,加速二次顆粒物的形成,。此外,餐飲油煙中含有多種化學(xué)物質(zhì),,如苯并(a)芘(BaP),、二苯并(ah)蒽(DbahA)等已知致癌致突變物,長(zhǎng)期吸入這類物質(zhì),,將引起機(jī)體免疫功能下降,,導(dǎo)致疾病的發(fā)生,從而直接影響人體的健康,。
人的呼吸,、汗腺代謝等釋放甲醇、乙醇,、醚類等揮發(fā)性有機(jī)物,。此外,,不同生理狀態(tài)的人呼出的氣體成為也不盡相同。目前,,通過(guò)監(jiān)測(cè)病人呼吸氣體中的揮發(fā)性有機(jī)氣體成分來(lái)進(jìn)行病情診斷作為一種無(wú)創(chuàng)診斷技術(shù)甚至成為了生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn),。例如己醛、庚醛,、苯乙烯和癸烷等被作為肺癌呼吸氣體監(jiān)測(cè)的標(biāo)志性氣體成分,。
以上關(guān)于VOCs來(lái)源和危害的相關(guān)介紹,VOCs的來(lái)源包括天然源和人為源,,以人為源為主,,嚴(yán)重威脅著人類健康。為形成顆粒物和臭氧的重要前體物,,在大氣治理領(lǐng)域,,揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)已成為從國(guó)家到地方降低污染物濃度、改善空氣質(zhì)量的主要控制對(duì)象之一,。
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