【VOCs污染防治 知识问答】 VOCs来源

浏览次数: 发布时间:2020-07-16 17:23 来源:大气科


 

 

VOCs污染防治  知识问答】  VOCs来源

VOCs有那些来源?

VOCs的来源包括天然源和人为源。天然源是指森林、草原、海洋等植物排放;人为源则可分为固定源和流动源两大类,其中固定源包括化石燃料和生物质(秸秆、木材)燃烧、溶剂使用、工业过程(如石油化工、炼钢炼焦)等。流动源指所有和机动车、船、飞机等交通工具相关的排放。此外,这些VOCs排放到大气中,在光照等条件下通过化学反应可生成新的VOCs,即所谓的VOCs二次来源。

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。

植物排放的VOCs对大气环境有什么影响?

没有明显的证据表明植物排放的VOCs会对人体健康产生直接的危害。但是植物排放的VOCs非常活泼,可以与氮氧化物发生一系列复杂的大气化学反应,生成臭氧和有机气溶胶。而环境空气中的臭氧和有机气溶胶达到一定浓度后,就会对人体健康产生危害。所以,从这个角度说,植物排放的VOCs在一定的条件下会对大气环境产生不利影响。

  植物排放的VOCs会通过一系列复杂的大气化学反应生成臭氧和有机气溶胶,影响大气环境。在全球而言,植物排放的VOCs的量比人为排放的要大得多,约占了全球总VOCs排放量的90%。这部分VOCs对大气环境、生态环境产生重要的影响。对植物排放的VOCs进行研究,对了解全球和区域大气环境、碳循环乃至气候变化都是必不可少的。

哪些地方植物排放的VOCs浓度比较高?

在全球范围而言,热带和亚热带地区的植被量较大,拥有大片的热带雨林和森林,而且这些区域长年的温度和辐射量均较高,所以这些区域的植物排放的VOCs量较大。在人类居住环境当中,郊区由于开发度较低,建成区面积较小,植物数量较多,其排放的VOCs量一般要大于市区。植物排放的VOCs具有明显的季节变化特征。夏季温度较高、太阳辐射较强,植物的生理活动较旺盛,于是排放的VOCs也更多。到了冬季,落叶植物会由于叶子枯萎掉落,生理进入休眠期而大大减少VOCs的排放;而常绿植物由于环境温度下降,其VOCs排放量也会减少。

机动车排放的VOCs主要有哪些?

机动车排放的VOCs中含有大量有毒物质,对空气质量和人体健康有着重要危害。机动车排放是我国城市地区大气VOCs主要的人为排放源。机动车排放的VOCs主要是燃料在发动机内的不完全燃烧生成的,此外还包括燃料的挥发散逸导致的排放。

  机动车排放的 VOCs 主要成分包括:烷烃、烯烃、芳香烃、含氧/硫化合物和乙炔等。汽油车排放的主要VOC物种是乙烯、芳香烃、异戊烷等,芳香烃中甲苯和二甲苯含量较高。柴油车尾气VOCs主要为丙烯、丙烷等短链碳氢化合物,此外还含有C8以上的直链烷烃,如壬烷、葵烷、十一烷等。柴油车中的醛酮化学物显著高于其他类型的机动车。摩托车的VOCs组分主要为乙炔和2-甲基己烷,以及二甲苯和乙烯为主的芳香烃和烯烃类物质。LPG助动车排放的VOCs主要以低于4碳的烷烃、烯烃为主,其中丙烷、异丁烯、正丁烷3种化合物占了总量的很大一部分比重。

飞机、轮船排放的VOCs主要有哪些?

现代飞机使用的燃料为航空燃油,飞机在起飞、降落和巡航过程中,会向大气环境排放VOCs,主要包括不饱和烃类(如乙烯、丙烯等烯烃,苯、甲苯等芳香烃)和醛类物质(如甲醛、乙醛),乙烯和甲醛是最主要的两种VOCs

  目前我国轮船的发动机主要以柴油机为主,且普遍以“重油”为燃料,轮船在装卸及巡航过程中会通过发动机燃料的挥发和燃烧向大气环境排放VOCs,主要包括烷烃类(如丙烷)和芳香烃类物质(如苯、甲苯、二甲苯)。

  对于运载石油及其产品的货运轮船,在油品的装卸运输及压舱水的回收处理过程中会因油品的泄漏或挥发而向大气环境排放VOCs,其组成与油品挥发排放的VOCs相同。

  近年迅速发展起来的“绿色船舶”——LNG船(Liquefied Natural Gas,液化天然气),其尾气排放的VOCs相对较少。

 

 

油品挥发排放的VOCs有哪些?

  石油及其产品是多种碳氢化合物的混合物,其中的低碳组分具有很强的挥发性。在石油的开采、炼制、储运及销售过程中,由于受到工艺技术及设备的限制,不可避免的会有一部分较轻的液态组分汽化并逸入大气中。

  油品的馏分组成愈轻,沸点愈低,挥发性愈高。总体而言,汽油和原油较易挥发,煤油和柴油稍次之,润滑油挥发很少。

  汽油挥发排放的VOCs主要是C3-C5的烯烃和烷烃(如丁烷、戊烷),另外还会有少量的芳香烃(如甲苯)和醚类(如甲基叔丁基醚,简称MTBE,一种常用汽油添加剂。

  原油挥发排放的VOCs主要是C1-C6的烷烃,即:甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷,其中丙烷和丁烷占有较大的比例。

  柴油挥发排放的VOCs主要是C6-C19的直链烷烃(如环己烷、正庚烷),另外还会有少量的芳香烃(如三甲苯、萘。

  煤油挥发排放的VOCs主要是双环及单环环烷烃, 润滑油挥发排放的VOCs主要是多环芳香烃。

石油化工行业排放的VOCs有哪些?

我国的石油化工行业总体上来说主要包括石油炼制行业和石油化工行业。其中,石油炼制是以原油为基本原料,生产石油燃料(液化石油气、汽油、煤油、柴油、燃料油)润滑油脂、石油溶剂和化工原料、石油蜡、石油沥青、石油焦等的生产过程;而石油化工行业作为石油炼制行业的下游行业,是以炼油过程提供的油和气作为原料,生产以三烯(乙烯、丙烯、丁二烯)、三苯(苯、甲苯、二甲苯)为代表的石油化工基本原料以及各种有机化学品、合成树脂、合成橡胶、合成纤维等产品,为化学工业提供化工原料和化工产品的生产过程。

  石油炼制废气主要来自燃烧烟气和工艺尾气,主要为固定排放源,如:加热炉烟气、锅炉烟气、催化剂再生烟气、焦化放空气、氧化沥青尾气、硫回收尾气等。其中,VOCs的特征污染物为:苯并(a)芘、苯、甲苯、二甲苯、乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、酚、硫醇等。

  石油化工行业废气主要有燃烧烟气、工艺尾气、装置设备泄漏的烃类气体,碱渣处理装置、污水处理厂等散发的恶臭气体等。此外,轻质油品及挥发性化学药剂和溶剂贮存过程中的逸散、泄漏、废水及废弃物处理和运输过程中也会产生发散的恶臭和有害气体,对大气造成污染。特征污染物为:烷烃、烯烃、环烷烃、醇、芳香烃、醚酮、醛、酚、酯、卤代烃、卤化物等。

建筑工地的施工机械运转会产生VOCs污染物吗?

现代建筑行业离不开机械设备的参与,建筑工地的机械设备主要分为两大类:一类是大型机械设备,如塔吊或活动吊、升降机、外用吊篮、物料提升机、推土机、装载机等;另一类是小型机械设备,如搅拌机、钢筋加工机械、电焊机、卷扬机、打夯机等。

  几乎所有的建筑工程都会使用到柴油机等动力强劲的机械,在使用过程中,发动机内油品的挥发和不完全燃烧会产生VOCs污染物,主要包括烷烃类(如丙烷)和芳香烃类物质(如甲苯、乙苯、二甲苯、三甲苯、萘、菲)。另外,在建筑工程机械的工作过程中,较为广泛使用的润滑油、液压油等亦会因挥发而产生少量VOCs,以多环芳香烃类物质为主。

其他行业排放的VOCs有哪些?

炼焦行业是重要的VOC排放源之一。焦化生产过程释放大量的污染物,其中排放的VOCs以苯系物为主,其他的依次为烷烃(如正庚烷)、卤代烃(如溴苯、二氯乙烷)和萜烯类。

  化学医药制造行业经常使用溶剂,对药物进行萃取、浸析、洗涤等过程的分离纯化和精制;其VOC排放主要源于溶剂的挥发。化学组分以醇类化合物、酮类化合物和醚类化合物为主。

  食品工业过程中,植物油提炼工艺的溶剂挥发和各类酒品制造过程的发酵挥发是VOCs排放的主要来源。前者所用溶剂多为120#汽油,而后者发酵产物以乙醇为主。该工业过程排放VOC的化学组分以烷烃和醇类化合物为主。

  干洗,是指用有机化学溶剂对衣物进行洗涤的一种干进干出洗涤方式。干洗行业主要的干洗剂是四氯乙烯,因此会向大气环境排放含有四氯乙烯的有机废气。

  合成革工业在生产加工过程存在很多的潜在排放源,废气组成与具体工艺、配方组成有关。如聚氨酯合成革工业排放量最大的VOCs物质为乙酸乙酯,其他主要成分包括甲苯和酮类(如2-丁酮)等物质。

  轮胎制造业是传统的高加工产业,VOCs 废气来自于三个方面:生胶解离、有机溶剂的挥发和热反应生产,排放的VOCs主要包括烷烃和烯烃衍生物,以及甲苯、二甲苯、丙酮等物质。

  其他行业如:烟草行业、纺织品行业、玩具行业、家具装饰材料、汽车配件材料、电子电气行业以及洗涤剂、清洁剂、衣物柔顺剂、化妆品、办公用品、壁纸及其他装饰品、农药、橡胶、精细化工等行业均会产生VOCs

农村燃烧秸秆会产生VOCs吗?

农作物光合作用的产物有一半以上存在于收获籽实后的秸秆中,秸秆在燃烧时会产生多种VOCs,除一部分直接进入大气环境外,其他主要附着在燃烧颗粒物及未燃尽的飞灰中。

  秸秆的种类和燃烧方式不同,其燃烧时产生VOCs的量和种类会有所差别,露天焚烧秸秆产生的VOCs数量更多。总体而言,粮食类(如小麦、水稻、玉米、高粱)和油料类农作物(如油菜、花生、芝麻)的秸秆在燃烧时产生的VOCs较多,主要包括芳香烃类(如苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、萘、菲)和醛类物质(如甲醛、乙醛、丙醛),另外还会产生少量烯烃类(如丁烯、1,3-丁二烯)、烷烃类(如丁烷、庚烷)、卤代烃类(如氯甲烷)、腈类(乙腈)、酮类(如丙酮)、酯类(如乙酸甲酯)以及其他类物质(如苯并呋喃)。氯甲烷和乙腈是生物质燃烧排放的标识性VOCs物种。

生活垃圾会不会产生VOCs

由于我国生活垃圾的含水率和易生物降解有机组分的含量较高,生活垃圾产生后的0-3天时间内,垃圾中的有机物会在微生物的降解作用下产生少量的VOCs释放至大气中,主要包括酮类(如丙酮、丁酮)和硫醚类物质(如二甲基二硫醚、二甲基硫醚)。另外,少量来自生活垃圾自身含有或吸附-溶解的VOCs会挥发至大气中,主要是芳香烃类物质,如苯、 甲苯、 二甲苯、苯乙烯等。硫醚类物质具有令人不愉快的恶臭气味。

煤炭燃烧会排放VOCs污染物吗?

在我国,煤炭资源较为丰富,在整个能源结构中占据重要地位。尤其在北方,大多数采用燃煤燃烧进行供暖,而在煤炭燃烧过程中,除排放常规污染物如SO2NOxCO2及粉尘等外,还会排放特殊有机污染物包括烷烃、烯烃、苯系物等。这些VOCs成分随着燃烧煤的种类不同而有所差异。

  无烟煤燃烧排放的主要成分是苯系物(如苯和甲苯)、烯烃(如乙烯、丙烯)等。烟煤排放的VOCs主要是乙炔、烯烃(如乙烯、丙烯)、丙烷以及苯、甲苯等苯系物。蜂窝煤也是家庭生火、取暖的重要燃烧源,燃烧蜂窝煤排放的VOCs与无烟煤基本一致,因为它的主要成分就是无烟煤。

室内环境中VOCs污染物有哪些来源?

室内环境中VOCs污染物的来源多种多样。其中,建筑材料是最主要的来源,除了地板之外,还包括敷设材料、颜料、油漆、粘结剂、木材防护剂、墙体和屋顶护层、密封剂、涂墙灰泥、砖块和混凝土等。此外,清洁剂、除臭剂、杀虫剂、化妆品的使用,厨房内家用燃料的燃烧(例如天然气炉灶)、烹饪油烟,吸烟,打印机、复印机的使用,人的呼吸与代谢均会产生VOCs。总的来说,室内有关溶剂使用的物品,均可能是VOCs的来源。

餐饮油烟含有哪些VOCs,危害大吗?

    从微观上看,餐饮油烟具有气态、液态、固态三种形态。其中的气态污染物(VOCs)排入大气后与空气形成混合气体;大颗粒的液态污染物、固态污染物分布在空气中形成可自然沉降的悬浮颗粒物;细颗粒液态、固态污染物分布在空气中形成相对稳定的气溶胶。餐饮油烟中的VOCs包括烷烃、烯烃、醛酮类、酯类、脂肪酸、芳香化合物和杂环化合物。

  餐饮油烟的危害是多方面的,首先它是PM2.5的直接排放源之一,其次油烟中含有多种挥发性有机物,可以与环境中的氮氧化物发生反应,增强大气的氧化性,加速二次颗粒物的形成。此外,餐饮油烟中含有多种化学物质,如苯并(a)芘(BaP)、二苯并(ah)蒽(DbahA)等已知致癌致突变物,长期吸入这类物质,将引起机体免疫功能下降,导致疾病的发生,从而直接影响人体的健康。

还有哪些场所会存在VOCs

几乎所有的建筑物内都会排放VOCs,除以上场所之外,其他存在VOCs的场所包括加油站、打印复印室、商场、汽车修理厂等。除装修原因外,不同场所产生VOCs的种类和机制并不相同,对人体的危害程度也不相同,要分清各场所产生的主要VOCs种类,规避有害污染物。

抽烟也会排放VOCs

烟草不完全燃烧产生的VOCs种类很多,烯烃和烷烃含量最高,其次是苯系物。虽然浓度不高在几至几十μg/m3,但苯系物、氯代苯、卤代烃等毒性较大的污染物检出率较高。因此应在公共场所禁烟,避免吸入有毒挥发性成分。

装修为何会产生的VOCs

装修过程(尤其是室内装修)通常会使用胶黏剂(地板胶、壁纸胶、密封胶)和涂料(墙面漆、木器漆等)和人造板材(刨花板、胶合板、中密度纤维板),其中胶粘剂和涂料中通常含有VOCs组分,在涂装和粘结过程中会挥发到环境中,而人造板材由于生产过程中使用的胶黏剂中含有甲醛,会在室内装修过程中和装修后持续释放出甲醛。

人体也能释放VOCs

人的呼吸、汗腺代谢等释放甲醇、乙醇、醚类等挥发性有机物。此外,不同生理状态的人呼出的气体成为也不尽相同。目前,通过监测病人呼吸气体中的挥发性有机气体成分来进行病情诊断作为一种无创诊断技术甚至成为了生物医学工程领域研究的一个热点。例如己醛、庚醛、苯乙烯和癸烷等被作为肺癌呼吸气体监测的标志性气体成分。