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    環控快訊

    專注于環境監測服務,致力于環保事業發展

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    【環??破铡縑OCs來源和危害

    發布時間:2022-05-12
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      今天為大家講解一下關于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(秸稈、木材)燃燒、溶劑使用、工業過程(如石油化工、煉鋼煉焦)等。流動源指所有和機動車、船、飛機等交通工具相關的排放。此外,這些VOCs排放到大氣中,在光照等條件下通過化學反應可生成新的VOCs,即所謂的VOCs二次來源。

    VOCs天然來源

      VOCs天然來源


      植物排放的VOCs對大氣環境的影響


      沒有明顯的證據表明植物排放的VOCs會對人體健康產生直接的危害。但是植物排放的VOCs非?;顫?,可以與氮氧化物發生一系列復雜的大氣化學反應,生成臭氧和有機氣溶膠。而環境空氣中的臭氧和有機氣溶膠達到一定濃度后,就會對人體健康產生危害。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境產生不利影響。


      植物排放的VOCs會通過一系列復雜的大氣化學反應生成臭氧和有機氣溶膠,影響大氣環境。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對大氣環境、生態環境產生重要的影響。對植物排放的VOCs進行研究,對了解全球和區域大氣環境、碳循環乃至氣候變化都是必不可少的。


      VOCs人為源于哪些行業

      機動車排放的VOCs

      機動車排放的VOCs中含有大量有毒物質,對空氣質量和人體健康有著重要危害。機動車排放是我國城市地區大氣VOCs主要的人為排放源。機動車排放的VOCs主要是燃料在發動機內的不完全燃燒生成的,此外還包括燃料的揮發散逸導致的排放。


      機動車排放的 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、丙烷等短鏈碳氫化合物,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物顯著高于其他類型的機動車。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。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。

    機動車排放的VOCs


      飛機、輪船排放的VOCs


      現代飛機使用的燃料為航空燃油,飛機在起飛、降落和巡航過程中,會向大氣環境排放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(如甲醛、乙醛),乙烯和甲醛是最主要的兩種VOCs。


      目前我國輪船的發動機主要以柴油機為主,且普遍以“重油”為燃料,輪船在裝卸及巡航過程中會通過發動機燃料的揮發和燃燒向大氣環境排放VOCs,主要包括烷烴類(如丙烷)和芳香烴類物質(如苯、甲苯、二甲苯)。


      對于運載石油及其產品的貨運輪船,在油品的裝卸運輸及壓艙水的回收處理過程中會因油品的泄漏或揮發而向大氣環境排放VOCs,其組成與油品揮發排放的VOCs相同。


      近年迅速發展起來的“綠色船舶”——LNG船(LiquefiedNaturalGas,液化天然氣),其尾氣排放的VOCs相對較少。

    飛機、輪船排放的VOCs


      油品揮發排放的VOCs

      汽油揮發排放的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。


      柴油揮發排放的VOCs主要是C6-C19的直鏈烷烴(如環己烷、正庚烷),另外還會有少量的芳香烴(如三甲苯、萘。


      煤油揮發排放的VOCs主要是雙環及單環環烷烴,潤滑油揮發排放的VOCs主要是多環芳香烴。

    石油化工行業排放的VOCs


      石油化工行業排放的VOCs

     ?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。


      石油化工行業廢氣主要有燃燒煙氣、工藝尾氣、裝置設備泄漏的烴類氣體,堿渣處理裝置、污水處理廠等散發的惡臭氣體等。此外,輕質油品及揮發性化學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輸過程中也會產生發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、環烷烴、醇、芳香烴、醚酮、醛、酚、酯、鹵代烴、鹵化物等。

    石油化工行業排放的VOCs

      建筑行業產生VOCs污染物


      幾乎所有的建筑工程都會使用到柴油機等動力強勁的機械,在使用過程中,發動機內油品的揮發和不完全燃燒會產生VOCs污染物,主要包括烷烴類(如丙烷)和芳香烴類物質(如甲苯、乙苯、二甲苯、三甲苯、萘、菲)。另外,在建筑工程機械的工作過程中,較為廣泛使用的潤滑油、液壓油等亦會因揮發而產生少量VOCs,以多環芳香烴類物質為主。


      其他行業排放的VOCs


      煉焦行業是重要的VOC排放源之一。焦化生產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。


      化學醫藥制造行業經常使用溶劑,對藥物進行萃取、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?;瘜W組分以醇類化合物、酮類化合物和醚類化合物為主。


      食品工業過程中,植物油提煉工藝的溶劑揮發和各類酒品制造過程的發酵揮發是VOCs排放的主要來源。前者所用溶劑多為120#汽油,而后者發酵產物以乙醇為主。該工業過程排放VOC的化學組分以烷烴和醇類化合物為主。


      干洗行業主要的干洗劑是四氯乙烯,因此會向大氣環境排放含有四氯乙烯的有機廢氣。


      合成革工業在生產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。如聚氨酯合成革工業排放量最大的VOCs物質為乙酸乙酯,其他主要成分包括甲苯和酮類(如2-丁酮)等物質。


      輪胎制造業是傳統的高加工產業,VOCs 廢氣來自于三個方面:生膠解離、有機溶劑的揮發和熱反應生產,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。


      其他行業如:煙草行業、紡織品行業、玩具行業、家具裝飾材料、汽車配件材料、電子電氣行業以及洗滌劑、清潔劑、衣物柔順劑、化妝品、辦公用品、壁紙及其他裝飾品、農藥、橡膠、精細化工等行業均會產生VOCs。

    農村燃燒秸稈會產生VOCs

      農村燃燒秸稈會產生VOCs


      農作物光合作用的產物有一半以上存在于收獲籽實后的秸稈中,秸稈在燃燒時會產生多種VOCs,除一部分直接進入大氣環境外,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,其燃燒時產生VOCs的量和種類會有所差別,露天焚燒秸稈產生的VOCs數量更多??傮w而言,糧食類(如小麥、水稻、玉米、高粱)和油料類農作物(如油菜、花生、芝麻)的秸稈在燃燒時產生的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(如甲醛、乙醛、丙醛),另外還會產生少量烯烴類(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(如苯并呋喃)。氯甲烷和乙腈是生物質燃燒排放的標識性VOCs物種。

    生活垃圾產生的VOCs


      生活垃圾產生的VOCs

      由于我國生活垃圾的含水率和易生物降解有機組分的含量較高,生活垃圾產生后的0-3天時間內,垃圾中的有機物會在微生物的降解作用下產生少量的VOCs釋放至大氣中,主要包括酮類(如丙酮、丁酮)和硫醚類物質(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會揮發至大氣中,主要是芳香烴類物質,如苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等。硫醚類物質具有令人不愉快的惡臭氣味。

    煤炭燃燒會排放VOCs污染物


      煤炭燃燒會排放VOCs污染物


      在我國,煤炭資源較為豐富,在整個能源結構中占據重要地位。尤其在北方,大多數采用燃煤燃燒進行供暖,而在煤炭燃燒過程中,除排放常規污染物如SO2、NOx、CO2及粉塵等外,還會排放特殊有機污染物包括烷烴、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。

    室內環境中VOCs污染物來源

      室內環境中VOCs污染物來源

      室內環境中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,還包括敷設材料、顏料、油漆、粘結劑、木材防護劑、墻體和屋頂護層、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,廚房內家用燃料的燃燒(例如天然氣爐灶)、烹飪油煙,吸煙,打印機、復印機的使用,人的呼吸與代謝均會產生VOCs??偟膩碚f,室內有關溶劑使用的物品,均可能是VOCs的來源。

    餐飲油煙含有的VOCs及危害

      餐飲油煙含有的VOCs及危害


      從微觀上看,餐飲油煙具有氣態、液態、固態三種形態。其中的氣態污染物(VOCs)排入大氣后與空氣形成混合氣體;大顆粒的液態污染物、固態污染物分布在空氣中形成可自然沉降的懸浮顆粒物;細顆粒液態、固態污染物分布在空氣中形成相對穩定的氣溶膠。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性有機物,可以與環境中的氮氧化物發生反應,增強大氣的氧化性,加速二次顆粒物的形成。此外,餐飲油煙中含有多種化學物質,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,將引起機體免疫功能下降,導致疾病的發生,從而直接影響人體的健康。

    人體也能釋放VOCs

      人體也能釋放VOCs

      人的呼吸、汗腺代謝等釋放甲醇、乙醇、醚類等揮發性有機物。此外,不同生理狀態的人呼出的氣體成為也不盡相同。目前,通過監測病人呼吸氣體中的揮發性有機氣體成分來進行病情診斷作為一種無創診斷技術甚至成為了生物醫學工程領域研究的一個熱點。例如己醛、庚醛、苯乙烯和癸烷等被作為肺癌呼吸氣體監測的標志性氣體成分。


       以上關于VOCs來源和危害的相關介紹,VOCs的來源包括天然源和人為源,以人為源為主,嚴重威脅著人類健康。為形成顆粒物和臭氧的重要前體物,在大氣治理領域,揮發性有機物(VOCs)已成為從國家到地方降低污染物濃度、改善空氣質量的主要控制對象之一。

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