專注于環(huán)境監(jiān)測服務(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的來源和危害。VOCs的來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)過程（如石油化工、煉鋼煉焦）等。流動源指所有和機(jī)動車、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化學(xué)反應(yīng)可生成新的VOCs，即所謂的VOCs二次來源。
沒有明顯的證據(jù)表明植物排放的VOCs會對人體健康產(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，就會對人體健康產(chǎn)生危害。所以，從這個角度說，植物排放的VOCs在一定的條件下會對大氣環(huán)境產(chǎn)生不利影響。
植物排放的VOCs會通過一系列復(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對大氣環(huán)境、生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生重要的影響。對植物排放的VOCs進(jìn)行研究，對了解全球和區(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)動車排放的VOCs中含有大量有毒物質(zhì)，對空氣質(zhì)量和人體健康有著重要危害。機(jī)動車排放是我國城市地區(qū)大氣VOCs主要的人為排放源。機(jī)動車排放的VOCs主要是燃料在發(fā)動機(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、降落和巡航過程中，會向大氣環(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。
目前我國輪船的發(fā)動機(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程中會通過發(fā)動機(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程中會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)展起來的“綠色船舶”——LNG船（LiquefiedNaturalGas，液化天然氣），其尾氣排放的VOCs相對較少。
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），另外還會有少量的芳香烴（如甲苯）和醚類（如甲基叔丁基醚，簡稱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)藥劑和溶劑貯存過程中的逸散、泄漏、廢水及廢棄物處理和運(yùn)輸過程中也會產(chǎn)生發(fā)散的惡臭和有害氣體，對大氣造成污染。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使用到柴油機(jī)等動力強(qiáng)勁的機(jī)械，在使用過程中，發(fā)動機(jī)內(nèi)油品的揮發(fā)和不完全燃燒會產(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)械的工作過程中，較為廣泛使用的潤滑油、液壓油等亦會因揮發(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，對藥物進(jìn)行萃取、浸析、洗滌等過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)過程中，植物油提煉工藝的溶劑揮發(fā)和各類酒品制造過程的發(fā)酵揮發(fā)是VOCs排放的主要來源。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 廢氣來自于三個方面：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，秸稈在燃燒時會產(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，其燃燒時產(chǎn)生VOCs的量和種類會有所差別,露天焚燒秸稈產(chǎn)生的VOCs數(shù)量更多?？傮w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)識性VOCs物種。
由于我國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天時間內(nèi)，垃圾中的有機(jī)物會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，少量來自生活垃圾自身含有或吸附-溶解的VOCs會揮發(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，煤炭資源較為豐富，在整個能源結(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，而在煤炭燃燒過程中，除排放常規(guī)污染物如SO2、NOx、CO2及粉塵等外，還會排放特殊有機(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與無煙煤基本一致，因為它的主要成分就是無煙煤。
室內(nèi)環(huán)境中VOCs污染物的來源多種多樣。其中，建筑材料是最主要的來源，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、殺蟲劑、化妝品的使用，廚房內(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產(chǎn)生VOCs?？偟膩碚f，室內(nèi)有關(guān)溶劑使用的物品，均可能是VOCs的來源。
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，通過監(jiān)測病人呼吸氣體中的揮發(fā)性有機(jī)氣體成分來進(jìn)行病情診斷作為一種無創(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)測的標(biāo)志性氣體成分。
以上關(guān)于VOCs來源和危害的相關(guān)介紹，VOCs的來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）已成為從國家到地方降低污染物濃度、改善空氣質(zhì)量的主要控制對象之一。
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