我国城市空气中挥发性有机物现状及管理

来源:用户上传      作者:胡涛

　　摘要：我国近年来经济高速发展，工业化水平不断提升，居民的生活水平也大幅度提高，但同时空气污染的问题也越来越严重。石油化工企业的烟气排放、汽车尾气、化工污染、建筑装修等让城市大气污染严重，尤其是大气中的挥发性有机物的含量增多，威胁城市居民健康和生活。本文分析了空气中挥发性有机物污染原因，提出了污染治理对策，希望对缓解我国空气环境污染问题起到现实指导意义。
　　关键词：挥发性有机物;环境监测;治理
　　中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）09-0-01
　　DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.09.135
　　Status and management of volatile organic compounds in urban air of China
　　Hu Tao
　　（Hubei Zhongshi Testing Technology Co.， Ltd.， Wuhan Hubei 430040， China）
　　Abstract： In recent years， China’s economic level has developed at a high speed， the level of industrialization has been continuously improved， and the living standards of residents have also increased substantially. At the same time， the problem of air pollution has become more and more serious. The flue gas emissions， automobile exhaust， chemical pollution， and building decoration of petrochemical enterprises make the city’s air pollution serious， especially the increase of volatile organic compounds in the atmosphere， threatening the health and life of urban residents. Therefore， the current status of volatile organic compounds in the urban atmosphere should be clarified and actively managed.
　　Key words：Volatile organic compounds;Environmental monitoring;Governance
　　1 挥发性有机物VOCs的来源及危害
　　我国VOCs的污染来源广泛，主要来源于大气、水体和土壤的污染。从大气污染角度分类，VOCs的污染源可分为室内污染和室外污染：家庭烹饪产生的烟气、家电工作以及家庭装修装饰释放的气体等构成了室内污染，而燃料燃烧释放的气体、工业运作排放废气和汽车尾气等构成了室外污染;从水体污染的角度，VOCs污染主要来源于化学化工企业的废水废气;从土壤污染的角度，VOCs污染主要来源于石化、交通运输等工业废物。
　　VOCs的危害具有多面性：一方面危害环境导致污染，另一方面严重威胁人体的健康。VOCs是PM2.5和臭氧等污染物的反应前体，尤其是气态VOCs具备化学反应活性，容易发生光化学反应，生成臭氧、有机气溶胶等，从而引发诸多大气环境问题，如雾霾、光化学烟雾等，甲苯、1，3-丁二烯等VOCs都很可能导致臭氧额生成。近年来因PM2.5导致的大气污染问题日渐严重，污染范围和频次越来越多，严重危害了城市居民呼吸系统健康，提高相关疾病的发病率。大多数VOCs经过人体呼吸和皮肤接触进入人体，对呼吸、血液循环系统和人体器官造成暂时性或不可逆性损伤病变。吸入较低浓度VOCs气体，会导致头晕、恶心、咳嗽甚至呕吐症状，吸入高浓度VOCs甚至会有致癌、致畸、昏迷甚至致命的后果。此外，VOCs还会制约社会可持续发展，破坏人与自然和谐共生的平衡。
　　2 我国城市空气挥发性有机物暴露现状
　　VOCs包含多种烃类、脂类及其衍生物，种类众多，且在我国广泛分布，普遍存在。
　　早在20世纪初，广州的城市大气环境检查结果显示有21种挥发性有机物，尤其是甲醛，质量浓度高达12μg /m3，接近北美发达国家水平;近几年的全国范围的城市环境大气VOCs监测结果显示，甲醛的平均质量浓度在4～32μg /m3不等，天津市2007年9月的甲醛平均质量浓度在16μg /m3左右，属于国内的中等水平，超过芝加哥平均甲醛质量浓度的3成以上。
　　近年来，我国一些大中型城市大气中苯系物含量较高，大多数苯系物的质量浓度在30μg /m3以上，严重者甚至超过290 μg/m3。值得注意的是，所有苯系物VOCs中甲苯浓度最高，多数城市的日均接触质量浓度值超过了世界卫生组织（WHO）规定水平。如浙江杭州大气环境含有较高浓度的苯系物，甲苯和苯的平均质量浓度是芝加哥的2倍以上。
　　我国大部分城市大气中苯的日均质量浓度水平高于欧盟制定的环境空气中苯浓度水平（5. 0 μg /m3），最严重者是欧盟制定水平的10倍以上，某些工业区甲苯浓度值近180 μg/m3。根据2005年后连续八年的北京城市大气监测结果来看，夏季的北京城市苯浓度呈现先增后降的发展趋势。2012年上海化工园区及周围大气环境VOCs的最高质量浓度结果显示：苯浓度超过3000 μg /m3，甲苯浓度超过2000μg /m3 ，二甲苯浓度超过4000μg /m3，1，2-二氯乙烷浓度超过7000μg/m3。2016 年，有32 家甲苯重点监控企业出现甲苯浓度超标情况，超过甲苯重点监控企业的四分之一。二噁英类废气重点监控企业中，有12%的企业出现二噁英类废气含量超标情况，个别企业的二噁英类废气排放浓度是规定標准上限值的近20倍。 　　学者研究表明，我国城市大气VOCs的分布具有显著的区域特性，主要分布在东部沿海经济带。珠三角和长三角是南方大气污染重灾区，VOCs污染物的种类和含量显著高于北方区域，但是北方空气质量却是比南方差的，这是由南北方产业类型不同导致的。北方城市重工业发展迅速，废气主要物质是硫氧化物和氮氧化物，并伴随排放颗粒污染物。而东南沿海地区工业种类繁多，行业和产业复杂多变，污染物排放种类也相对北方更为复杂。另外，同一区域的工业区和商业区的VOCs污染情况也有差别，同一VOCs污染物在不同时间段的浓度也不同。例如上海VOCs污染物中甲醛浓度最高，且在早高峰和晚高峰达到当天浓度的峰值，而在其他时间甲醛浓度相对较低。
　　3 对不同行业VOCs的治理
　　VOCs的排放主要来自三类行业：石油化工、包装印刷、装修装饰。对不同行业的VOCs的治理也有对应的不同方式。
　　石油化工行业的VOCs治理主要通过强制要求相关企业使用清洁技术进行生产作业，并确立严格的行业VOCs污染物管理制度体系，做到对VOCs排放源的严密排查，保证设备和生产线重要组件的检修工作到位，严格执行国家废气排放标准，杜绝VOCs肆意排放到大气的现象，对于拒不按标准制度作业的企业，应按制度要求进行严厉制裁。
　　包装印刷业的VOCs治理关键对材料和技术工艺两方面进行严格把控。鼓励使用绿色环保材料，优化印刷工艺，鼓励使用零VOC的水性涂料或粉末涂料，鼓励使用绿色环保的水基型胶黏剂和热熔型胶黏剂，避免进行VOCs涂料的露天喷涂作业。另外，在皮具清洗时，应格外注意环保。做到对溶剂废液的分类收集、回收、处理，回收可再利用的溶剂，排放处理后符合环保标准的废溶剂。如此一来，不仅可以提高废气废液回收利用率，也可减少VOCs废气的排放。装修、装饰行业的治理主要在规范材料的使用上。应鼓励家庭和家装公司使用绿色环保、符合国家环保标准的建筑材料、涂料、油漆和胶黏剂，提高装修装饰行业的水性涂料使用率。另外，在家庭生活方面，应尽量使用天然气、电等清洁能源，并鼓励城市居民在烹饪时选择低油烟、低能耗的健康饮食。此外，鼓励干洗店选择大型干洗具备制冷溶剂封闭式回收系统干洗机，避免制冷剂外泄，造成VOCs排放。
　　除了针对不同行业进行VOCs的治理，推广和优化VOCs污染物的处理技术也格外重要。焚烧技术是现在使用范围最广的VOCs处理技术，工艺简单，处理效率高达95%，但对设备的成本投入较大。吸附技术是一种高效低成本的VOCs处理技术，利用冷凝和吸附回收装置，可以帮助VOCs废气在排放前得到有效回收，效率高达90%，可有效减低VOCs排放量。一般利用活性炭的吸附功能，回收溶剂，净化高浓度有机废气。对于一些废气成分单一的企业，可以使用该技术，效率高，成本低。近年来，等离子破坏技术和光催化技术发展也越来越成熟，可以处理VOCs含量较低废气，但效率在50%左右，仍需在后续工艺中配合活性炭吸附等技术进行再处理。
　　4 小结
　　城市大气环境中的挥发性有机物VOCs危害颇多，会增加空气中PM2.5含量，降低空气和环境质量，威胁人群生命健康。应对不同行业的VOCs排放强制实行环保制度体系要求，降低VOCs排放，应倡导居民使用清洁能源，养成健康低能耗的生活方式，同时加大VOCs废气处理技术的研发投入，为降低城市VOCs含量提供有力的技术保障。
　　参考文献
　　[1]王玲玲，王潇磊，南淑清，等.郑州市环境空气中挥发性有机物的组成及分布特点[J].中国环境监测，2008，24（4）：66-69.
　　[2]姜德超.城市大气挥发性有机物（VOCs）污染特征及来源解析[D].济南：山东建筑大学，2015.
　　[3]齐丽，任玥，刘爱民，等.北京市某垃圾焚烧厂周边大气二口恶英污染特征及暴露风险[J].环境科学，2017（4）：1-16.
　　[4]陈健鹏，李佐军.中国大气污染治理形势与存在问题及若干政策建议[J].发展研究，2013（10）：4-14.
　　收稿日期：2019-04-10
　　作者简介：胡涛（1993-），男，汉族，本科学历，助理工程师，研究方向为环境監测环境工程。
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