從環境監測的角度來講,指以氫火焰離子檢測器檢出的非甲烷總烴類檢出物的總稱,主要包括烷烴類、芳烴類、烯烴類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類和其他有機化合物。
這里重點要說明的是:VOC和VOCs其實是同一類物質,即揮發性有機化合物(Volatile Organic Compounds)的英文縮寫,由于揮發性有機化合物一般成分不止一種,因此VOCs更準確。再者,在日常交流過程中,人們習慣性將s省去,就造成了部分人搞不清VOC和VOCs。
TVOC是Total Volatile Organic Compounds的縮寫,即總揮發性有機物。衛生組織(WHO,1989)對TVOC的定義是:熔點低于室溫,沸點范圍在50~260℃之間的揮發性有機化合物的總稱。
一、VOCs的基本特性
1.VOCs的定義
VOCs的學術定義:是指在正常狀態下(20℃,101.3kPa),蒸氣壓在0.1mmHg(13.3Pa)以上沸點在260℃(500℉)以下的有機化學物質。
2.VOCs的特性
均含有碳元素,還含有H、O、N、P、S及鹵素等非金屬元素。
熔點低,易分解,易揮發,均能參加大氣光化學反應,在陽光下產生光化學煙霧。
常溫下,大部分為無色液體,具有刺激性或氣味。
大部分不溶于水或難溶于水,易溶于有機溶劑。
種類達數百萬種,大部分易燃易爆,部分有毒甚至劇毒。
相對蒸氣密度比空氣重。
3.VOCs的分類
VOCs按其化學結構,可以分為:烴類(烷烴、烯烴和芳烴)、酮類、酯類、醇類、酚類、醛類、胺類、腈(氰)類等。
二、VOCs的來源及危害
2.1 VOCs的來源
VOCs的排放源及其污染物排放量的研究是控制大氣中VOCs的源頭,而VOCs氣體的來源很廣泛。典型的VOCs排放源可分為人為排放源(包括固定源與移動源)和自然排放源(包括生物源與非生物源)兩類,其中以人為排放源為主,多半為石油化工相關產業的生產過程、產品消費行為以及機動車尾氣造成。
通過分析總結,VOCs主要來源于以下幾個方面:
。1)石油化工廠排出的工藝尾氣,如石油煉制工藝,石油化工氧化工藝,石油化工儲罐生產工藝;
。2)石油、煤炭、氣等的開采和儲運過程中可有大量VOCs氣體產生;
。3)煤、石油、石油制品、氣、木材、煙草燃燒時的不全燃燒產物,廢棄物焚燒時產生的煙氣,機動車排放的尾氣中含有的未全燃燒的烴類物質;
。4)室內裝飾、裝修材料如油漆、噴漆及其溶劑、木材防腐劑、涂料、膠合板等常溫下可釋放出苯、甲苯、甲醛、酚類、二甲苯、甲醛等多種揮發性有機物質;
。5)日常生活中使用的化妝品,有機農藥、清臭劑、清理毒劑、防腐劑、各種洗滌劑的加工和使用過程中可產生酚類、醚類、多環芳烴等揮發性有機物質;
。6)各種合成材料、有機粘合劑及其他有機制品遇到高溫時氧化和裂解,可產生部分低分子有機污染物;
。7)淀粉、脂肪、蛋白質、纖維素、糖類等氧化與分解時產生部分有機污染物。
2.2 VOCs的危害
VOCs種類眾多,其對人類的健康和生存環境的危害主要體現以下幾個方面:
。1)大多數VOCs具有刺激性氣味或臭味,可引起人們感官上的不愉快,嚴重降低人們的生活質量。惡臭氣體指刺激嗅覺器官并引起人們不愉快的氣體物質。
。2)VOCs成分復雜,有氣味且具有滲透、揮發及脂溶等特性,可導致人體出現諸多的不適癥狀。還具有毒性、刺激性及致畸致癌作用,尤其是苯、甲苯、二甲苯及甲醛對人體健康的危害大,長期接觸會使人患上貧血癥。另外,VOCs氣體還可導致呼吸道、腎、肺、肝、神經系統、消化系統及造血系統的病變。隨著VOCs濃度的增加,人體會出現惡心、抽搐、昏迷等癥狀。
。3)VOCs多半具有光化學反應性,在陽光照射下,VOCs會與大氣中的NOx發生化學反應,形成二次污染物(如:臭氧等)或強化學活性的中間產物(如:自由基等),從而增加煙霧及臭氧的地表濃度,會對人造成生命危險,同時也會危害農作物的生長,甚至導致農作物的死亡。由光化學反應所造成的煙霧,除了能降低能見度之外,所產生的臭氧、過氧乙酰硝酸酯(PAN)、過氧苯酰硝酸酯(PBN)、醛類等物質可刺激人的眼睛和呼吸系統,危害人的身體健康。
。4)某些VOCs易燃,如苯、甲苯、丙酮、二甲基胺及硫代烴等,這些物質的排放濃度較高時如果遇到靜電火花或其他火源,容易引起火災。近年來由于VOCs造成的火災及爆炸事故時有發生,尤其是常發生在石油化工企業。
。5)部分VOCs可破壞臭氧
層,如氟氯烴物質。當其受到來自太陽的紫外輻射時,可發生光化學反應,產生氯原子,從而對臭氧層中的臭氧進行催化破壞。臭氧量的減少以及臭氧層的破壞使到達地面的紫外線輻射量增加。紫外線對人類皮膚、眼睛及免疫系統有較大的危害。
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