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近年来,大气污染防治越来越受到重视,VOCs治理引起各行业关注。挥发性有机物(VOCs)是大气中普遍存在的一类化合物,是指沸点在50℃~260℃、室温下饱和蒸气压超过133.3 Pa的易挥发性有机化合物,其主要成分为烃类、硫化物、氨等。VOCs可在大气中形成光化学烟雾,对环境和人体造成极大的危害。

不管是PM2.5还是臭氧污染治理,首先这是一个科学问题,需要研究各种污染物反应的物理与化学机理。科学研究对治理技术和防控政策很有帮助。比如臭氧的形成过程中,VOC和NOx并不是一个线性关系,而与两者的比例有关。如果只控制VOC,或者只控制NOx,或者比例没有调好的话,其效果就没办法保障。有专家指出,VOC与NOx需要协同控制。

VOCs的治理现状与政策趋势


与除尘、脱硫脱硝相比,VOCs种类多,排放行业多,排放源分散,治理技术复杂。目前国内VOCs治理企业整体处于小而散的状态。

工信部、财政部近日颁布的《重点行业挥发性有机物削减行动计划》指出,到2018年,工业行业VOCs(挥发性有机物)排放量比2015年削减330万吨以上;提出“坚持源头削减、过程控制为重点,兼顾末端治理的全过程防治理念”;并用相当大的篇幅规定了源头削减和过程控制的措施方法,同时也列举了一些日前常用的末端治理技术工艺,以规范、指导国内VOCs减排。

“《行动计划》在源头削减、过程控制和末端治理三者之间,更为重视源头削减和过程控制,这是我国将来VOCs治理的发展趋势,国际上也是这样的思路。”中国环保产业协会废气净化委员会副秘书长栾志强表示,这将扩大清洁原料和过程控制技术设备的市场需求,相应也会促进了这些细分行业的发展。“不过,目前VOCs末端治理一点也不能放松。”
 
VOCs的种类


VOCs包含各种可于室温下挥发的有机化合物,在一般的室内环境中有着100种以上的VOC。主要成分有:苯系物、有机氯化物、氟利昂系列、有机酮、胺、 醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等。其中常见的VOC种类有甲苯(Toluene)、二甲苯 (Xylene)、对-二氯苯(para-dichlorobenzene)、乙苯 (Ethyl benzene)、 苯乙烯(Styrene)、甲醛 (Formaldehyde)、乙醛 (Acetaldehyde)等。苯、甲苯、卤代烯烃(三氯乙烯、二氯乙烯) 等已被怀疑或确定为致癌物质。挥发性有机物的来源主要为化学品、化学溶剂、汽车尾气和燃烧废气。化学品主要存在于石油、化工、加油站等生产和销售单位,而化学溶剂则同每个人的生活密切相关,无论是油漆,室内和车内装饰,还是电子电器等设备都可能含有挥发性的有机物。

VOC的来源很多,比如烟草行业用到的油墨、有机溶剂,纺织品行业所用的胶水等,香味玩具的香味,家具装饰材料中的涂料、油漆、胶黏剂等,汽车装饰品和喷漆,干洗行业用的洗涤剂、清洁剂、衣物柔顺剂等。由于是挥发性气体,它和PM2.5的区别在于,VOC可以直接闻得到。

VOC种类⇒污染类型

不同种类的VOC会导致产生不同的污染类型。

VOCs不但能生成臭氧,也是PM2.5的“前体物”。专家表示,如苯、甲苯等有机物通过氧化、聚合生成挥发性有机物,然后通过凝结等方式形成二次有机颗粒物,再转化成PM2.5。

VOCs导致PM2.5和臭氧的形成过程是完全不一样的。臭氧的形成简单一点,主要是VOCs和氮氧化物(NOx)在太阳光下发生的氧化反应。城市中VOCs的排放主要来源于机动车,其次还有炼油与化工厂等工业源,植物排放对VOCs的贡献也不能忽视。VOCs对PM2.5的贡献主要涉及二次有机气溶胶的形成,这是一个非常复杂的大气化学过程。VOC可能成千上万种,其形成二次有机气溶胶的机理,包括物理与化学过程,学术界还不是完全清楚。不仅是在中国,在世界范围内都是如此。有的城市主要污染物是PM2.5,有的城市是臭氧,这与大气化学过程有关,不同种类的VOC会导致不同类型的污染.

  VOC的主要成分是有机碳,它只有两个走向:一部分形成二氧化碳,可以长期存在大气中;另一部分会形成二次有机气溶胶,最终被从空气中清除。不同的VOC反应速率非常不一样,对大气污染的贡献也不同。比如甲烷,可以变成二氧化碳,也可以变成二次有机气溶胶,但它的转化过程可能要几年。还有一些VOC,它的气溶胶转化需要几个月。对于这些反应较慢的VOC来说,随着空气的流动,会被输送到其他区域,对全球性空气质量与气候会有影响。而大气中一些反应速度快的VOC,会造成局地的二次有机气溶胶快速形成。

比如机动车排放的芳香烃,反应速度就很快。大量的实验与观测已经证明,机动车排放对城市二次有机气溶胶的贡献是非常大的。而炼油厂产生的VOC主要是由比较小的碳双链组成的烯烃物,它的反应速度快,形成臭氧也很快,对臭氧形成有很大的贡献,但局地对二次有机气溶胶的贡献不是很大。比如,美国休斯敦地区的炼油厂比北京多,其PM2.5污染并不严重。当前,急需控制的是在大气中转化成气溶胶速度较快的VOC。
 
    因此,VOC研究要更加精细化,分类进行控制。如果不分种类,搞不清楚不同VOC的污染贡献,治理起来就很具有盲目性。
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