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近年來,大氣污染防治越來越受到重視,VOCs治理引起各行業關注。揮發性有機物(VOCs)是大氣中普遍存在的一類化合物,是指沸點在50℃~260℃、室溫下飽和蒸氣壓超過133.3 Pa的易揮發性有機化合物,其主要成分為烴類、硫化物、氨等。VOCs可在大氣中形成光化學煙霧,對環境和人體造成極大的危害。

不管是PM2.5還是臭氧污染治理,首先這是一個科學問題,需要研究各種污染物反應的物理與化學機理。科學研究對治理技術和防控政策很有幫助。比如臭氧的形成過程中,VOC和NOx并不是一個線性關系,而與兩者的比例有關。如果只控制VOC,或者只控制NOx,或者比例沒有調好的話,其效果就沒辦法保障。有專家指出,VOC與NOx需要協同控制。

VOCs的治理現狀與政策趨勢


與除塵、脫硫脫硝相比,VOCs種類多,排放行業多,排放源分散,治理技術復雜。目前國內VOCs治理企業整體處于小而散的狀態。

工信部、財政部近日頒布的《重點行業揮發性有機物削減行動計劃》指出,到2018年,工業行業VOCs(揮發性有機物)排放量比2015年削減330萬噸以上;提出“堅持源頭削減、過程控制為重點,兼顧末端治理的全過程防治理念”;并用相當大的篇幅規定了源頭削減和過程控制的措施方法,同時也列舉了一些日前常用的末端治理技術工藝,以規范、指導國內VOCs減排。

“《行動計劃》在源頭削減、過程控制和末端治理三者之間,更為重視源頭削減和過程控制,這是我國將來VOCs治理的發展趨勢,國際上也是這樣的思路。”中國環保產業協會廢氣凈化委員會副秘書長欒志強表示,這將擴大清潔原料和過程控制技術設備的市場需求,相應也會促進了這些細分行業的發展。“不過,目前VOCs末端治理一點也不能放松。”
 
VOCs的種類


VOCs包含各種可于室溫下揮發的有機化合物,在一般的室內環境中有著100種以上的VOC。主要成分有:苯系物、有機氯化物、氟利昂系列、有機酮、胺、 醇、醚、酯、酸和石油烴化合物等。其中常見的VOC種類有甲苯(Toluene)、二甲苯 (Xylene)、對-二氯苯(para-dichlorobenzene)、乙苯 (Ethyl benzene)、 苯乙烯(Styrene)、甲醛 (Formaldehyde)、乙醛 (Acetaldehyde)等。苯、甲苯、鹵代烯烴(三氯乙烯、二氯乙烯) 等已被懷疑或確定為致癌物質。揮發性有機物的來源主要為化學品、化學溶劑、汽車尾氣和燃燒廢氣。化學品主要存在于石油、化工、加油站等生產和銷售單位,而化學溶劑則同每個人的生活密切相關,無論是油漆,室內和車內裝飾,還是電子電器等設備都可能含有揮發性的有機物。

VOC的來源很多,比如煙草行業用到的油墨、有機溶劑,紡織品行業所用的膠水等,香味玩具的香味,家具裝飾材料中的涂料、油漆、膠黏劑等,汽車裝飾品和噴漆,干洗行業用的洗滌劑、清潔劑、衣物柔順劑等。由于是揮發性氣體,它和PM2.5的區別在于,VOC可以直接聞得到。

VOC種類⇒污染類型

不同種類的VOC會導致產生不同的污染類型。

VOCs不但能生成臭氧,也是PM2.5的“前體物”。專家表示,如苯、甲苯等有機物通過氧化、聚合生成揮發性有機物,然后通過凝結等方式形成二次有機顆粒物,再轉化成PM2.5。

VOCs導致PM2.5和臭氧的形成過程是完全不一樣的。臭氧的形成簡單一點,主要是VOCs和氮氧化物(NOx)在太陽光下發生的氧化反應。城市中VOCs的排放主要來源于機動車,其次還有煉油與化工廠等工業源,植物排放對VOCs的貢獻也不能忽視。VOCs對PM2.5的貢獻主要涉及二次有機氣溶膠的形成,這是一個非常復雜的大氣化學過程。VOC可能成千上萬種,其形成二次有機氣溶膠的機理,包括物理與化學過程,學術界還不是完全清楚。不僅是在中國,在世界范圍內都是如此。有的城市主要污染物是PM2.5,有的城市是臭氧,這與大氣化學過程有關,不同種類的VOC會導致不同類型的污染.

  VOC的主要成分是有機碳,它只有兩個走向:一部分形成二氧化碳,可以長期存在大氣中;另一部分會形成二次有機氣溶膠,最終被從空氣中清除。不同的VOC反應速率非常不一樣,對大氣污染的貢獻也不同。比如甲烷,可以變成二氧化碳,也可以變成二次有機氣溶膠,但它的轉化過程可能要幾年。還有一些VOC,它的氣溶膠轉化需要幾個月。對于這些反應較慢的VOC來說,隨著空氣的流動,會被輸送到其他區域,對全球性空氣質量與氣候會有影響。而大氣中一些反應速度快的VOC,會造成局地的二次有機氣溶膠快速形成。

比如機動車排放的芳香烴,反應速度就很快。大量的實驗與觀測已經證明,機動車排放對城市二次有機氣溶膠的貢獻是非常大的。而煉油廠產生的VOC主要是由比較小的碳雙鏈組成的烯烴物,它的反應速度快,形成臭氧也很快,對臭氧形成有很大的貢獻,但局地對二次有機氣溶膠的貢獻不是很大。比如,美國休斯敦地區的煉油廠比北京多,其PM2.5污染并不嚴重。當前,急需控制的是在大氣中轉化成氣溶膠速度較快的VOC。
 
    因此,VOC研究要更加精細化,分類進行控制。如果不分種類,搞不清楚不同VOC的污染貢獻,治理起來就很具有盲目性。
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