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VOCs 的基础知识

VOCs 的基础知识
2023年03月01日 12:09

  什么是 VOCs ?

  VOCs 是挥发性有机物英文名“Volatile Organic Compounds”的缩写,有时也称 VOC,此时专指一种 VOC,或者表示挥发性有机物这样一个集合概念。无论是中文的“挥发性有机物”还是英文的“Volatile Organic Compounds”均比较长,因此习惯上常用“VOCs”或者“VOC”来简称。

  不同的机构和组织出于不同的管理、控制或研究需要,对VOCs 的定义不尽相同,目前尚没有统一、公认的定义。美国材料与试验协会(ASTM)D3960-98 标准将 VOCs 定义为任何能参加大气光化学反应的有机化合物。美国国家环保局(EPA)对 VOCs 的定义为:挥发性有机化合物是除一氧化碳、二氧化碳、碳酸、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。世界卫生组织(WHO,1989) 对总挥发性有机化合物(Total Volatile Organic Compounds,TVOC)的定义为:熔点低于室温而沸点为 50 ~ 260℃的挥发性有机化合物的总称。

  我国标准主要基于能否参与光化学反应来定性:挥发性有机物(VOCs)是指“能参与大气光化学反应的有机化合物,或者根据规定的方法测量或核算确定的有机化合物”。

  VOCs 主要包含哪些物质?

  VOCs 的化学结构,可将其进一步分为 8 类:烷烃类、芳香烃类、烯烃类、卤代烃类、酯类、醛类、酮类和其他化合物。从环保意义上讲,主要指化学性质活泼的那一类挥发性有机物。常见的 VOCs 有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二异氰酸酯(TDI)、二异氰甲苯酯等。

  VOCs 全都有气味吗?

  大多数 VOCs 的气味并不明显,但有一些 VOCs,如醇、醛、酮类、芳香烃类、含硫化合物等浓度达到一定程度会有较明显的令人喜欢或厌恶的气味。

  日常生活中常见的 VOCs 有哪些 ?

  日常食用的食醋中含有醋酸(学名乙酸),可挥发进入空气,属于含氧的 VOCs(简称 OVOCs)。酒类饮品都含有酒精(学名乙醇),属于挥发性较强的醇类,当然也属于 VOCs,是一种 OVOC。香水中含有各种各样的植物提炼或化学合成的芳香性化合物、精油类物质等,其中有许多属于 VOCs,例如芳香醛、芳香酯等。此外香水中的助溶剂通常是乙醇等 VOCs。一些水果(如柠檬、橙子等)和日用清洗剂中含有苧烯, 也是具有香味的 VOCs。家庭装修和家具等释放的室内空气污染物,如甲醛、苯、甲苯等都属于VOCs。

  不同地方的 VOCs 种类有什么不同?

  空气中的 VOCs 受排放、输送、化学反应等多种因素影响。因此,不同地区可观测到的 VOCs 种类会有所不同。通常,城市地区较多地体现出机动车船排放、汽油和溶剂使用等特征,VOCs 中芳香烃等含量相对较高;温暖季节在植被覆盖较密的地区能检测到由植物类天然源排放的、浓度较高的蒎烯和萜烯类化合物;在城市和污染区域的下游地区能检测到较多的烃类氧化之后的产物如醛、酮类等 VOCs;在偏远地区主要能检测到一些反应活性较弱的烷烃、炔烃类 VOCs 及一些含氧 VOCs 等。

  我国城市 VOCs 的主要来源有哪些?

  我国城市地区 VOCs 的主要来源一般有机动车排放、油品挥发泄漏、溶剂使用排放、液化石油气(LPG)使用、工业排放等。下图给出了广州市和北京市 VOCs 来源解析结果,机动车排放、油品挥发泄漏、溶剂使用是三大重要 VOCs 来源。但由于能源结构和产业布局不同,不同城市主要排放源的贡献率存在差异, 例如 LPG 在广州占 VOCs 总量的16.32%,而在北京则只占 2.64%。

  VOCs 的排放量随时间有变化吗?

  VOCs 的排放量是会变化的。在城市地区,早晚上下班高峰期,机动车尾气排放是 VOCs 的重要来源;午后由于温度升高,VOCs 主要来源是油品或溶剂的挥发泄漏;夜晚环境中的 VOCs 则主要是白天排放 VOCs的累积。从季节变化来看,天然源植物排放和二次生成是夏季 VOCs 的重要来源,燃煤等则会在冬季的贡献率更大。从年际变化来看,随着社会经济的发展,机动车保有量、能源结构和产业布局等产生了变化,VOCs 的排放量也会相应变化。

  VOCs 中有哪些是恶臭气体 ?

  恶臭气体不仅包括氨、硫化氢等挥发性无机气体,还包括许多化学成分极为复杂的挥发性恶臭有机物(MVOC)。

  MVOC 属于一类极为特殊的挥发性有机物。一方面,MVOC 可分为5 类:第 1 类为含卤素化合物,如卤代烃;第 2 类为烃类,如烷烃、烯烃、芳香烃等;第 3 类为含氧化合物,如醛、酮、酯、有机酸等;第 4 类为含硫化合物,如硫醚、硫醇和噻吩类;第 5 类为含氮化合物,如酰胺等,这些都是有毒的空气污染物。另一方面,MVOC 具有较无机恶臭物质更为复杂难辨的恶臭气味。MVOC 来源广泛,除化工、化肥、橡胶、炼油和皮革等数十种工艺过程外,现代城市的污水处理厂、垃圾填埋场甚至机动车尾气都是恶臭VOCs 的发源地。

  (来源:新视线)

责任编辑:孙青扬

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