揮發(fā)性有機物(VOCs)污染空氣的防治技術分析

楚　波　曹喜萍

（烏海市環(huán)境監(jiān)測中心站內蒙古烏海016000）

揮發(fā)性有機物(VOCs)污染空氣的防治技術分析

楚波曹喜萍

（烏海市環(huán)境監(jiān)測中心站內蒙古烏海016000）

揮發(fā)性有機物（VOCs）為有機污染物，空氣中存在較普遍，組成較為復雜，對人們身體健康有很大威脅。在酸雨、臭氧（O3）和細顆粒物（PM2.5）復合型區(qū)域大氣污染中，VOCs的污染尤為顯著，對社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展明顯制約，其綜合防治逐漸引得關注。本論文分析了VOCs的污染特征，并結合污染特性論述了VOCs的防治技術。

揮發(fā)性有機物（VOCs）；污染；防治

2016年是“十三五”的開局之年，《中共中央關于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃的建議》（以下簡稱《建議》）提出堅持綠色發(fā)展，著力改善生態(tài)環(huán)境。陳吉寧部長指出，“十三五”時期環(huán)境保護要以提高環(huán)境質量為核心。在大氣總量控制方面，要在繼續(xù)實施二氧化硫、氮氧化物排放總量控制基礎上，增加重點行業(yè)揮發(fā)性有機物排放量等作為約束性指標，實施區(qū)域性、流域性、行業(yè)性差別化總量控制指標。

VOCs來源廣泛，種類較多，包裝印刷、制藥企業(yè)、交通運輸、汽車噴漆、加油站、涂料生產(chǎn)等污染物均可向空氣排放VOCs，對人體健康有間接或直接影響，空氣污染有復合型、區(qū)域性及壓縮型特點。

1　VOCs污染

VOCs按不同來源分工業(yè)產(chǎn)生鹵代烴，不完全燃燒所致不飽和烴類及苯系物，以及油品揮發(fā)所產(chǎn)生的酯系物、烷烴類、苯系物、醇系物和醚系物等，成分復雜，種類較多，氣味特殊，多數(shù)物質伴惡臭，易引起不適，并有刺激性、毒性及致癌作用?？諝庵蠽OCs含量及濃度增加，可導致抽搐、頭痛、昏迷及惡心癥狀，并損害神經(jīng)系統(tǒng)、大腦、腎臟和肝等[1]。

除上述危害外，VOCs還能引起二次污染。VOCs在植被較密集的地方不易發(fā)生氮氧化物作用，而在工業(yè)密集區(qū)及城市，人為排放VOCs及氮氧化物經(jīng)紫外線照射，可與大氣游離原子H2O、O、OH和O3等起到光化學反應，形成光化學煙霧，此煙霧有較強的氧化性，且季節(jié)性明顯，夏秋季中午或午后陽光強烈，光化學煙霧經(jīng)大氣輸送擴散到污染源的下風向，可達數(shù)百公里之外，導致偏遠地區(qū)受到污染。O3為光化學煙霧主要的成分，此外，還有酮、PAN和醛等。分析顯示，低濃度O3可起到殺菌、凈化水體、去除殘留的農藥及除臭作用；空氣O3濃度不斷增加，可使皮膚維生素E受到破壞，人體吸入呼吸道，呼吸系統(tǒng)受到刺激，引起神經(jīng)系統(tǒng)中毒，甚或影響機體免疫。VOCs組分及濃度、NOx濃度變化等，均可導致O3濃度改變，故控制前體物可使O3消減。VOCs除了為O3前體物外，能在大氣顆粒物及特定條件下形成SOA。人為源排放VOCs和倍半萜烯類、萜烯類、異戊二烯等天然源，都是SOA形成前體物。在植被密集區(qū)、工業(yè)密集區(qū)及城市，SOA含較多致突變性、致癌及致畸有機化合物，包括多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴等。SOA對大氣能見度有極大影響，為酸沉降和光化學煙霧的主要貢獻者，可長距離傳輸，對全球及區(qū)域環(huán)境構成影響。

2　VOCs防治技術

2.1冷凝法

利用降低溫度或加壓方法，促進廢氣VOCs凝結，以此回收廢氣，凈化廢氣。此方法可去除大部分沸點60℃VOCs，去除效率約為80%～90%，但對設備要求較高，應用時多與燃燒法、吸附法等互相結合，提高效率，減少成本。

2.2燃燒法

此方法可將VOCs在充足空氣和高溫下完全燃燒，使其分解為H2O及CO2，對處理制藥、石化、油漆生產(chǎn)及印刷等產(chǎn)生的較高濃度VOCs效率較高，包括熱力燃燒、直接燃燒和催化燃燒。然而，若廢氣中有其他元素，如硫、氯、氮等，燃燒后極易產(chǎn)生有害性氣體，引發(fā)二次污染。熱力燃燒處理低濃度VOCs時，需要加助燃氣體，使溫度提升，去除廢氣[2]。催化燃燒通過催化劑，使VOCs燃燒溫度降低，并對燃燒所產(chǎn)生的熱量進行重復利用。當前，各種新型催化劑不斷開發(fā)，催化燃燒在金屬印刷、煉焦和化工等行業(yè)應用較廣，經(jīng)濟效益及節(jié)能效果較好。CuO/CeO2-ZrO2/TiO2催化劑使用時，溫度達270℃，乙酸乙酯可完全去除。

2.3吸收法

該方法使用液體溶劑，將廢氣VOCs吸收，凈化廢氣。吸收溶劑常用輕柴油、水等，設備簡單，處理低濃度VOCs效果較好。2.4吸附法

此法運用吸附材料，將廢氣中VOCs吸附，以此凈化廢氣。硅膠、顆粒活性炭、高聚物吸附樹脂和活性氧化鋁都是常用吸附劑。VOCs濃度、種類、吸附系統(tǒng)情況、吸附劑性質等決定了吸附效果。此法設備簡單，脫除效率較高，且脫附后溶劑可回收，在石油化工及有機化工等行業(yè)較廣運用。

2.5生物膜法

此法使用表面被大量微生物附著、潮濕且多孔的生物濾床，廢氣經(jīng)生物濾床，一定時期內VOCs被微生物降解成H2O和CO2。應用時，由于微生物生長環(huán)境為中性pH，需定期適量加入無機營養(yǎng)物，同時做好氣體流速及停留時間控制，避免廢氣未經(jīng)分解直接排出[3]。

3　結語

當前，VOCs排放量不斷加劇，導致工業(yè)密集區(qū)及城市空氣嚴重污染，VOCs改善及防治勢在必行。筆者查閱了相關文獻，分析VOCs污染，并總結了冷凝法、燃燒法、吸收法、吸附法及生物膜法等有效防治技術，供學者參考。

[1]鄭偉巍,畢曉輝,吳建會,馮銀廠,傅曉欽,翁燕波,朱艷芳.寧波市大氣揮發(fā)性有機物污染特征及關鍵活性組分[J].環(huán)境科學研究, 2014,12:1411-1419.

[2]楊員,張新民,徐立榮,薛志鋼,柴發(fā)合.中國大氣揮發(fā)性有機物控制問題及其對策研究[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展,2015,01:14-18.

[3]馬超,薛志鋼,李樹文,陳振興,馬京華,劉妍.VOCs排放、污染以及控制對策[J].環(huán)境工程技術學報,2012,02:103-109.