VOCs知多少

鄭秀亮

“有人認為揮發(fā)性有機污染物（VOCs）的污染程度排在PM2.5之后，實際上揮發(fā)性有機污染物不僅產(chǎn)生二次顆粒物，還會產(chǎn)生臭氧，有可能產(chǎn)生光化學煙霧。不僅對環(huán)境有影響，很多時候?qū)】狄灿杏绊懀驗?0%的有機物是有毒的。”在“第十四屆中國國際環(huán)保展覽會”上，中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員郝鄭平表示， VOCs和PM2.5是并列的污染物，其危害甚至有時還大于PM2.5。

隨著霧霾天氣在全國范圍內(nèi)愈演愈烈，與霧霾形成相關的各類污染物逐漸進入人們的視野，這其中，VOCs由于其形成廣泛、影響較大，成為了管理者重點關注的對象。近幾年，從國家到各省區(qū)都把VOCs防治作為環(huán)保的一項重點工作來抓，并出臺了一系列的標準、方案、措施等。那么，VOCs是什么？它的危害又有多大？

復雜的來源

VOCs一般指沸點低、分子量小、常溫狀態(tài)下易揮發(fā)的有機化合物。VOCs的種類繁多，一般的室內(nèi)環(huán)境中就有著100種以上的VOC。從性質(zhì)上來講，VOCs通常又可分為包括烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴的非甲烷碳氫化合物，和包括醛、酮、醇、醚等的含氧有機化合物，以及鹵代烴、含氮化合物、含硫化合物等幾大類。

VOCs的來源比較復雜，大體上可分為自然源和人為源。自然源主要包括森林火災、火山噴發(fā)等非生物過程，植被、農(nóng)作物呼吸、土壤微生物呼吸等過程也會排放VOCs。全球每年65%以上的非甲烷揮發(fā)性有機物主要來源于植物排放，相應的成分有異戊二烯、單萜類、倍半萜類、醇類和酮類等物質(zhì)。目前，植物排放VOCs屬于非人為可控范圍。

VOCs的人為來源則包括移動源和固定源兩類，固定源中又包括生活源和工業(yè)源等。移動源是指汽車、輪船、飛機等各種交通運輸工具的排放。生活源VOCs 排放對象復雜，包括建筑裝飾、油煙排放、垃圾焚燒、秸稈焚燒、服裝干洗等等。工業(yè)源VOCs 排放所涉及的行業(yè)眾多，比如化石燃料燃燒、廢棄物燃燒、溶劑使用、石油存儲和轉(zhuǎn)運、工業(yè)生產(chǎn)過程等，具有排放強度大、濃度高、污染物種類多、持續(xù)時間長等特點，對局部空氣質(zhì)量的影響顯著。

研究表明，溶劑使用、交通運輸排放、工業(yè)產(chǎn)品使用是人為源的主要來源。此外，除了一次排放，大氣中的部分VOCs也來源于二次生成。因為一次排放污染物在大氣化學反應過程中，可以被氧化生成醛、酮等含氧的VOCs。

不同污染源排放的揮發(fā)性有機物組成和含量并不相同。乙炔是機動車尾氣的特征物種，丙烷、丁烷是液化石油氣（LPG）的主要組成物種，癸烷、十一烷是柴油車尾氣排放特征物種，異戊烷、2-甲基戊烷、正己烷等是汽油車尾氣和汽油揮發(fā)的特征物種。

巨大的危害

“影響空氣質(zhì)量、危害身體健康、破壞臭氧層、易燃易爆……”隨著人們對VOCs的認識不斷加深，VOCs的危害也逐漸被人們所認知。

空氣污染問題近年來成為許多城市居民的心頭之痛，而VOCs正是造成空氣污染的罪魁禍首之一。VOCs不僅是一次污染源，而且還能夠造成光化學煙霧等二次污染。環(huán)境中的VOCs是光化學反應的前體，在有太陽光（主要是紫外光部分）照射時，VOCs與空氣中氮氧化物及其它懸浮化學物質(zhì)發(fā)生一系列光化學反應，主要生成臭氧、過氧硝基酞（PAN）、醛類等，形成光化學煙霧。某些二次有機物由于其較低的蒸汽壓，可通過成核作用、凝結、氣粒分配等過程形成二次有機氣溶膠（SOA），而二次有機氣溶膠是PM2.5的重要組成。研究表明，有機物在PM2.5中的比重占到50%～70%，這其中，相當一部分的PM2.5就是由VOCs光化學反應轉(zhuǎn)化而成。

近年來，盡管我國大氣污染物中二氧化硫、氮氧化物呈下降趨勢，但是夏季臭氧濃度卻在增加，尤其是珠三角地區(qū)，臭氧已經(jīng)取代PM2.5成為首要污染物。也正因如此，作為臭氧、PM2.5生成的共同前體物，VOCs對大氣環(huán)境質(zhì)量的影響已經(jīng)引起國內(nèi)大氣化學科學家的高度重視。

“除了影響環(huán)境質(zhì)量，部分VOCs物質(zhì)對人體具有直接的毒害作用?！苯夥跑姺阑芯吭貉芯繂T欒志強說，如腈類可引起呼吸困難、嚴重窒息、意識喪失直至死亡；苯胺類進入人體會造成缺氧癥；有機磷化合物降低血液中膽堿酯酶的活性，使神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生功能障礙等等。此外，很大一部分VOCs有異味，會嚴重影響人們的生活質(zhì)量。目前，全世界在空氣中檢出的VOCs大約有150余種，大都具有強揮發(fā)、特殊氣味、有刺激性、有毒等特征，部分己被列為致癌物，如氯乙烯、苯、多環(huán)芳烴等。這些污染物同時也會危害農(nóng)作物的生長，甚至導致農(nóng)作物的死亡。

除此之外，大多數(shù)VOCs都屬于易燃易爆物品，在高濃度排放時易釀成爆炸，部分VOCs還會破壞臭氧層，對生物帶來更加廣泛而深遠的影響。

艱難的防治

從目前的研究來看，VOCs排放量最大的是工業(yè)源。從2009年開始，環(huán)境保護部污染控制司組織中科院生態(tài)中心、清華大學、華南理工大學、解放軍防化研究院等單位的專家，估算人為源排放情況。結果表明，包括溶劑使用在內(nèi)的工業(yè)源排放量占整個人為源的比重最高達55.5%，其重點排放行業(yè)包括石油煉制和儲運銷、化工、工業(yè)表面涂裝、包裝印刷等。

與全球情況不同，中國的研究顯示，我國年均VOCs自然源排放量達到1090萬噸，人為源排放量達到1510萬噸——人為源排放相較于自然源約高39%，這一比例遠高于歐美等國家。VOCs人為源排放量比較嚴重的集中在東部沿海地區(qū)，如北京、上海、廣州等地區(qū)。

“不同的研究方法在VOCs排放量的估算上有著很大的差異，總體上看，近年來我國人為源VOCs污染排放逐年增加，高排放量地區(qū)主要集中在京津地區(qū)、長江三角洲、東南沿海和珠江三角洲等發(fā)達地區(qū)，典型行業(yè)如石油化工、機械加工、汽車制造、家具制造、包裝印刷、電子制造、涂裝等VOCs污染突出。”環(huán)境保護部曾如是表示。

“我國人為源VOCs排放總量還沒有一個確切的數(shù)據(jù)?！敝袊茖W院生態(tài)研究中心研究員郝鄭平表示，目前，VOCs排放沒有納入污染普查和環(huán)境統(tǒng)計的范疇，也沒有納入常規(guī)監(jiān)測體系，缺乏有關人為源排放量和排放特征的統(tǒng)計結果，缺乏有關重點行業(yè)和重點污染源的排放數(shù)據(jù)。

“VOCs多為無組織排放，泄漏點多，管理難度大。要改變過去追求在煙囪口達標的管理方式，必須全過程管理，無論是企業(yè)還是環(huán)保部門都還沒準備好?！杯h(huán)保部科技標準司司長熊躍輝說。

令人期待的是，隨著《大氣污染防治條例》的實施，相關行業(yè)大氣污染排放標準也逐步出臺完善，國內(nèi)各省區(qū)也開始為落實大氣污染防治目標啟動了一系列整治工作，廣東就對13個行業(yè)制定了VOCs的整治目標。相信，防治VOCs未來將成為政府改善空氣質(zhì)量的重要舉措，VOCs防治工作也將逐步走上軌道。