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挥发性有机物VOCs监测方法与治理技术

北极星VOCs在线  来源:《干旱环境监测》  作者:刘宇麟  2017/9/8 13:53:37  我要投稿  
所属频道: VOCs监测  关键词:VOCs监测 VOCs治理 挥发性有机物

北极星VOCs在线讯:摘要:挥发性有机物(VOCs)具有光化学活性,可产生臭氧污染,形成二次有机气溶胶,是形成大气复合污染的重要前体物之一,并会对人体健康造成一定危害。我国VOCs排放量正逐年增加,引发的光化学烟雾、城市灰霾等复合大气污染问题日益严重。本文概述了VOCs概念定义、主要分类、污染来源与环境危害,阐述了大气、水体、土壤中VOCs监测方法,综述了三类VOCs治理技术,指出VOCs成分极其复杂,不同类型化合物性质各异,大多数行业VOCs又以混合物形式排放,采用单一治理技术难以达到治理效果,经济上不划算,选用组合技术能实现达标排放,降低治理费用。并达到较好治理效果。

挥发性有机物(VolatileOrganicCompounds,简称VOCs)是一类有机化合物总称,在美国EPA优先控制187种污染物中有33种属于VOCs,在我国VOCs已作为污染物开始系统控制和防治。2015年6月18日国家财政部、国家发展改革委、环境保护部联合发布《挥发性有机物排污收费试点办法》,规定从2015年l0月1日起,对石油化工和包装印刷两个行业开始征收VOCs排污费。

VOCs具多方面危害性,具体体现在:绝大部分VOCs具有刺激性气味,对人体有致癌、致畸、致突变作用,浓度过高时很容易引起急性中毒,轻者会出现头晕、咳嗽、恶心,重者可能会出现昏迷甚至会有生命危险;部分易燃易爆VOCs还会引起火灾和爆炸。由此可见,VOCs对人体乃至整个生态系统危害巨大,VOCs监测分析与控制治理是现代环境保护工作重点之一。

1挥发性有机物概述

1.1概念定义

VOCs是一类有机化合物组合,不同组织对其有不同定义。1989年世界卫生组织(WHO)将VOCs定义为熔点低于室温,常压下沸点范围在50℃~260~(2之间,室温下饱和蒸汽压超过133.32Pa,常温下以蒸汽形式存在于空气中一类有机化合物总称;ISO4618/1—1998中VOCs指原则上在常温常压下,任何能自发挥发的有机液体和/或固体;美国ASTMD3960—98中VOCs指任何能参加大气光化学反应的有机化合物;德国DIN55649—2000将VOCs定义为在常温常压下,任何能自发挥发的有机液体和/或固体,在通常压力条件下,沸点或初馏点低于或等于250℃任何有机化合物;美国EPA将VOCs定义为除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外,任何参加大气光化学反应的碳化合物。

我国北京地方标准DB11/447—2007中将VOCs定义在20℃条件下蒸汽压大于或等于0.01kPa,或者特定适用条件下具有相应挥发性的全部有机化合物的统称。《挥发性有机物排污收费试点办法》定义VOCs指特定条件下具有挥发性的有机化合物的统称J,具有挥发性的有机化合物主要包括非甲烷总烃(烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃)、含氧有机化合物(醛、酮、醇、醚等)、卤代烃、含氮化合物、含硫化合物等。

1.2主要分类

按化学结构不同,VOCs可分为五大类:非甲烷碳氢化合物(烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃)、卤烃类、含氧有机化合物(醇、醛、酮、酚、醚、酸、酯等)、含氮有机化合物(胺类、氰类、腈类等)、含硫有机化合物(硫醇、硫醚)等。

1.3污染来源

1.3.1大气污染来源

大气中VOCs主要来源包括室外和室内,室外主要来自工业生产(石油化工、表面涂装、制药工业、包装印刷、电子产业等)H]、燃料燃烧和交通运输产生工业废气、汽车尾气、光化学污染等;室内主要来自燃煤和天然气等燃烧产物、吸烟、采暖和烹调等烟雾,建筑和装饰材料、家具、家用电器、清洁剂和人体本身排放等。

1.3.2水体污染来源

水体中VOCs目前已检验出2000多种,其中对人体有害的达到200余种。水中VOCs一般来自于企业排放废水和废气(称人为源),同时水中腐殖酸、富里酸及藻类代谢产物经加氯消毒后也会产生部分卤代烃(称天然源)。

1.3.3土壤污染来源

土壤中VOCs来源分为天然源和人为源¨。天然源主要来自于绿色植被,是不可控排放源;人为源来源复杂,包括交通、燃烧、工业和居民生活等,其中又以工业源为主要人为源,主要来自于石油炼制与石油化工、交通运输设备制造、VOCs类物质(如油品、有机化工原料、燃气)储运、燃料不完全燃烧、合成材料生产、交通运输、有机溶剂散逸等行业和领域。

1.4环境危害

1.4.1大气环境危害

VOCs中碳氢化合物与氮氧化合物在紫外线作用下反应生成臭氧,可导致大气光化学烟雾事件发生,危害人类健康和植物生长。臭氧是光化学烟雾代表性污染物,VOCs是造成大气臭氧浓度上升,形成区域性光化学烟雾、酸雨和雾霾复合污染的重要原因之一。

VOCs参与大气中二次气溶胶形成,形成的二次气溶胶多为细颗粒,不易沉降,能较长时间滞留于大气中,对光线散射力较强,从而显著降低大气能见度。目前国内大部分城市大气环境已呈现区域性霾污染、臭氧及酸雨等三大复合型污染特点,而VOCs是极重要助推剂之一。

大多数VOCs具特殊气味能导致人体呈现种种不适应,刺激眼睛和呼吸道,使皮肤过敏,产生头痛、咽痛与乏力,并具毒性、刺激性、致畸和致癌作用,特别是苯、甲苯及甲醛对人体健康会造成很大伤害。

1.4.2水体环境危害

VOCs熔点低于室温,沸点较低,并且某些VOCs即使在很低浓度下,也能对周围环境和人体健康产生不良影响,是我国水质监测优先控制污染物。

水体中VOCs浓度一般不高,其中有50%的VOCs浓度在0.01—1.0pg/L之间,部分低于检测限,虽然化合物浓度不高,但许多是具有三致效应或具有难闻气味、难降解性有机物,危害性很大。

1.4.3土壤环境危害

VOCs造成土壤污染不像大气与水体污染那样易为人们所发觉。因为土壤是复杂三相共存体系,各种有害物质总是与土壤相结合。VOCs在土壤里也存在气、液、固三相吸附平衡,隐匿于土壤环境中。

土壤污染主要是通过其产品一植物来表现其危害。但和其他大多数土壤污染物不同的是,VOCs具有强挥发性。因而,VOCs不像其他污染物那样,经由植物吸收进人生物链传递,而是在一定条件下(合适温度、气压及土层受到扰动等),直接从土壤中解吸附,挥发出来被人体吸人或危害环境。

研究发现,VOCs污染土壤中一些难降解有机物(通常是五、六环化合物),至今仍大量存在。由于土壤对化学物质吸附作用,VOCs将在很长一段时间内缓慢释放。从土壤环境中挥发出的VOCs浓度并不一定很高,但经长期低剂量释放,也可以在人体内逐日累积,由量变到质变,终对人体健康造成极大威胁。

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