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環境監測業內專家帶你認識VOCs
 

揮發性有機化合物( VOCs)是大氣中一類重要的氣態污染物,廣泛存在于空氣、水和食物中。VOCs 不僅對人體健康和生態環境等有直接影響,還可通過參與大氣光化學反應生成二次污染物如臭氧、過氧乙酰硝酸酯和有機氣溶膠等,是導致空氣污染的重要前體物之一。

1、VOCs種類

空氣中的VOCs種類繁多且成分復雜,主要包括:苯系物、有機氯化物、氟里昂系列、有機酮、胺、醇、醚、酯、酸、石油烴化合物等,目前已鑒別出300多種揮發性有機物。在美國環保署(EPA)所列的優先控制污染物名單中就有50多種是揮發性有機物。

2、VOCs的來源

VOCs的來源主要有人為源和天然源,就全球尺度而言,天然源對VOCs的貢獻超過了人為源。天然源包括植物釋放、火山噴發、森林草原火災等,其中最重要的排放源是森林和灌木林,最重要的排放物是異戊二烯和單萜烯。

人為源可分為固定源、流動源和無組織排放源三類,其中固定源包括化石燃料燃燒.、溶劑(涂料、油漆)的使用、廢棄物燃燒、石油存儲和轉運以及石油化工、鋼鐵工業、金屬冶煉的排放;流動源包括機動車、飛機和輪船等交通工具的排放,以及非道路排放源的排放;無組織源包括生物質燃燒以及汽油、油漆等溶劑揮發。交通運輸是全球最大的VOCs人為排放源,溶劑使用是第二大排放源。目前國內外對VOCs的天然源和人為源研究比較廣泛。

3、VOCs的特點及危害

VOCs大多不溶于水,可混溶于苯、醇、醚等多數有機溶劑,大多對皮膚、粘膜有刺激性,對中樞神經系統有麻醉作用。其所表現出的毒性、刺激性、致癌作用和具有的特殊氣味能導致人體呈現種種不適反應。

VOCs具有相對強的活性,是一種性格比較活潑的氣體,導致它們在大氣中既可以以一次揮發物的氣態存在,又可以在紫外線照射下,在PM10顆粒物中發生無窮無盡的變化,再次生成為固態、液態或二者并存的二次顆粒物存在,且參與反應的這些化合物壽命相對較長,可以隨著風吹雨淋等天氣變化,或者飄移擴散,或者進入水和土壤,污染環境。盡管目前科學界對VOCs在大氣污染中的具體作為和反應機理還沒有完全弄清楚,但它的危險性卻已是昭然大白。空氣中VOCs對環境的影響主要表現在以下幾個方面:

(1)大多數VOCs有毒、有惡臭,一部分VOCs有致癌性;

(2)在陽光照射下,大氣中的氮氧化物、碳氫化合物與氧化劑發生光化學反應,生成光化學煙霧,危害人體健康及作物生長;

(3)鹵烴類VOCs可破壞臭氧層。

世界衛生組織和美國環保局認為空氣中0.3 μg·L-1的苯就可使每百萬的接觸者中4~8人面臨患白血病的危險,而且這種危險與VOCs的濃度成正比,它們通過飲食和吸入可能對人類健康產生不利的影響。

4、我國環境空氣中VOCs監測現狀

我國環境空氣中VOCs在線監測依托國家超級站開展,從觀測方式上看,超級站長期一般性運行、長期業務化運行和研究性強化觀測各占三分之一。長期業務化運行的超級站有23個,其中有20個屬于環保局或環保廳;研究性強化觀測的超級站有20個,其中有10個屬于科研院所和大學,有10個屬于環保局或環保廳。在超級站的監測項目上,有82%的超級站觀測大氣氧化性(包括VOC),主要觀測的項目有揮發性有機物(VOCs)、非甲烷總烴和過氧乙酰硝酸酯(PAN)。完全具備這三項指標的超級站有:暨南大學、上海市環境監測中心、大連市環境監測中心、江蘇省環境監測中心、長春市環境監測中心站、天津市環境監測中心、內蒙古環境監測中心站共7個。

2017年,按環保部統一部署,中國環境監測總站負責開展國家大氣光化學網的建設運行工作。根據國家大氣光化學網的設置和監測要求,圍繞開展京津冀及周邊、長三角及周邊、珠三角和成渝地區光化學監測,開展手工及自動監測。監測項目:手工網為乙炔、苯、正丁烷、1-丁烯、順式-2-丁烯、反式-2-丁烯、環己烷、環戊烷、正癸烷、間-二乙基苯、對-二乙基苯等57種VOCs,自動監測包括VOCs(57種)、臭氧、NOy、UV輻射、過氧酰基硝酸酯類(PANs)、光解速率、非甲烷總烴(NMHCs)、氣象參數等。相關成果將為大氣光化學污染成因分析和治理措施效果評估等提供技術支撐。

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