揮發(fā)性物VOCs光氧催化設備監(jiān)測方法與治理技術

揮發(fā)性物(VolatileOrganicCompounds簡稱VOCs)是一類化合物總稱，在美國EPA優(yōu)先控制187種污染物中有33種屬于VOCs，在我國VOCs已作為污染物開始系統(tǒng)控制和防治。2015年6月18日   財政部、   發(fā)展改革委、環(huán)境保護部聯(lián)合發(fā)布《揮發(fā)性物排污收費試點辦法》，規(guī)定從2015年10月1日起，對石油化工和包裝印刷兩個行業(yè)開始征收VOCs排污費。

VOCs具多方面危害性，具體體現(xiàn)在：絕大部分VOCs具有刺激性氣味，對人體有致癌、致畸、致突變作用，濃度過高時很容易引起急 性中毒，輕者會出現(xiàn)頭暈、咳嗽、惡心，重者可能會出現(xiàn)昏迷甚至會有生命危險；部分易燃易爆VOCs還會引起火災和爆炸。由此可見，VOCs對人體乃至整個生態(tài)系統(tǒng)危害巨大，VOCs監(jiān)測分析與控制治理是現(xiàn)代環(huán)境保護工作   之一。

揮發(fā)性物概述

1、概念定義

VOCs是一類化合物組合，不同組織對其有不同定義。1989年世界衛(wèi)生組織(WHO)將VOCs定義為熔點低于室溫，常壓下沸點范圍在50℃~260℃之間，室溫下飽和蒸汽壓超過133.32Pa，常溫下以蒸汽形式存在于空氣中一類化合物總稱；ISO4618/1-1998中VOCs指原則上在常溫常壓下，任何能自發(fā)揮發(fā)的液體和/或固體；美國ASTMD3960-98中VOCs指任何能參加大氣光化學反應的化合物；德國DIN55649-2000將VOCs定義為在常溫常壓下，任何能自發(fā)揮發(fā)的液體和/或固體，在通常壓力條件下，沸點或初餾點低于或等于250℃任何化合物；美國EPA將VOCs定義為除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸鉸外，任何參加大氣光化學反應的碳化合物。

我國北京地方標準DB11/447-2007中將VOCs定義在20℃條件下蒸汽壓大于或等于0.01kPa，或者特定適用條件下具有相應揮發(fā)性的全部化合物的統(tǒng)稱《揮發(fā)性物排污收費試點辦法》定義VOCs指特定條件下具有揮發(fā)性的化合物的統(tǒng)稱，具有揮發(fā)性的化合物主要包括非甲烷總烴(烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴)、含氧化合物(醛、酮、醇、醚等)、鹵代烴、含氮化合物、含硫化合物等。

2、主要分類

UV光氧催化設備按化學結構不同，VOCs可分為五大類：非甲烷碳氫化合物(烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴)、鹵烴類、含氧化合物(醇、醛、酮、酚、醚、酸、酯等)、含氮化合物(胺類、氰類、腈類等)、含硫化合物(硫醇、硫醚)等。

3、污染來源

3.1大氣污染來源

UV光氧凈化器大氣中VOCs主要來源包括室外和室內(nèi)，室外主要來自工業(yè)生產(chǎn)(石油化工、表面涂裝、包裝印刷、電子產(chǎn)業(yè)等)、燃料燃燒和交通運輸產(chǎn)生工業(yè)廢氣、汽車尾氣、光化學污染等；室內(nèi)主要來自燃煤和   氣等燃燒產(chǎn)物、吸煙、采暖和烹調(diào)等煙霧，建筑和裝飾材料、家具、家用電器、清潔劑和人體本身排放等。

3.2水體污染來源

水體中VOCs目前已檢驗出2000多種，其中對人體的達到200余種。水中VOCs一般來自于企業(yè)排放廢水和廢氣(稱人為源)，同時水中腐殖酸、富里酸及藻類代謝產(chǎn)物經(jīng)加氯后也會產(chǎn)生部分鹵代烴(稱   源)。

3.3土壤污染來源

土壤中VOCs來源分為   源和人為源。   源主要來自于綠色植被，是不可控排放源；人為源來源復雜，包括交通、燃燒、工業(yè)和居民生活等，其中又以工業(yè)源為主要人為源，主要來自于石油煉制與石油化工、交通運輸設備制造、VOCs類物質(zhì)(如油品、化工原料、燃氣)儲運、燃料不燃燒、合成材料生產(chǎn)、交通運輸、溶劑散逸等行業(yè)和。

4、環(huán)境危害

4.1大氣環(huán)境危害

VOCs中碳氫化合物與氮氧 化合物在紫外線作用下反應生成臭氧，可導致大氣光化學煙霧事件發(fā)生，危害人類健康和植物生長。臭氧是光化學煙霧代表性污染物，VOCs是造成大氣臭氧濃度上升，形成區(qū)域性光化學煙霧、酸雨和霧霆復合污染的重要原因之一。

VOCs參與大氣中二次氣溶膠形成，形成的二次氣溶膠多為細顆粒，不易沉降，能較長時間滯留于大氣中，對光線散射力較強，從而顯著降低大氣能見度。目前國內(nèi)大部分城市大氣環(huán)境已呈現(xiàn)區(qū)域性霆污染、臭氧及酸雨等三大復合型污染特點，而VOCs是助推劑之一。

大多數(shù)VOCs具氣味能導致人體呈現(xiàn)種種不適應，刺激眼睛和呼吸道，使皮膚過敏，產(chǎn)生、咽痛與乏力，并具毒性、刺激性、致畸和致癌作用，特別是苯、甲 苯及甲醛對人體健康會造成很大傷害。

4.2水體環(huán)境危害

VOCs熔點低于室溫，沸點較低，并且某些VOCs即使在很低濃度下，也能對周圍環(huán)境和人體健康產(chǎn)生不良影響，是我國水質(zhì)監(jiān)測優(yōu)先控制污染物。

水體中VOCs濃度一般不高，其中有50%的VOCs濃度在0.01~1.0pg/L之間，部分低于檢測限，雖然化合物濃度不高，但許多是具有三致效應或具有難聞氣味、難降解性物，危害性很大。

4.3土壤環(huán)境危害

VOCs造成土壤污染不像大氣與水體污染那樣易為人們所發(fā)覺。因為土壤是復雜三相共存體系，各種物質(zhì)總是與土壤相結合。

VOCs在土壤里也存在氣、液、固三相吸附平衡，隱匿于土壤環(huán)境中。

土壤污染主要是通過其產(chǎn)品一植物來表現(xiàn)其危害。但和其他大多數(shù)土壤污染物不同的是，VOCs具有強揮發(fā)性。因而，VOCs不像其他污染物那樣，經(jīng)由植物吸收進入生物鏈傳遞，而是光氧等離子一體機在條件下(合適溫度、氣壓及土層受到擾動等)，直接從土壤中解吸附，揮發(fā)出來被人體吸入或危害環(huán)境。

研究發(fā)現(xiàn)，VOCs污染土壤中一些難降解物(通常是五、六環(huán)化合物)，至今仍大量存在。由于土壤對化學物質(zhì)吸附作用，VOCs將在很長一段時間內(nèi)緩慢釋放。從土壤環(huán)境中揮發(fā)出的VOCs濃度并不很高，但經(jīng)長期低劑量釋放，也可以在人體內(nèi)逐日累積，由量變到質(zhì)變，   終對人體健康造成   威脅。