VOCs，变化多端的坏家伙

VOCs，变化多端的坏家伙随着对PM2.5与O3监测研究进一步深入，大家发现挥发性有机物（VOCs）不仅直接对人居环境的影响突出之外（如室内
装修污染），还能形成PM2.5和O3，变着法的干坏事。那究竟什么是挥发性有机物（VOCs）？VOCs是什么VOCs是http:/
/vocs.bjx.com.cn/zt.asp?topic=%bb%d3%b7%a2%d0%d4%d3%d0%bb%fa%bb%a
f%ba%cf%ce%ef挥发性有机化合物(VolatileOrganicCompounds)的英文缩写，关于挥发性有机物(V
OCs)，不同国家和组织给出的定义不同，世界卫生组织(WHO)将其定义为熔点低于室温而沸点在50~260℃之间的具有一定挥发性的有
机化合物的总称；美国定义为“任何碳化合物，但不包括参与大气光化学反应的一氧化碳，二氧化碳，碳酸，金属碳化物或碳酸盐和碳酸铵”；欧洲
定义为在常温常压下，任何能自发挥发的有机液体和/或固体；我国定义为常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化
合物，或在20℃条件下，蒸汽压大于或者等于10Pa且具有挥发性的全部有机化合物。总之，VOCs就是化学性质活泼、具挥发性、会产生
危害的一类有机物，主要包含烷烃、环烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃、含氧有机化合物和含硫、氮有机化合物等。VOCs有什么危害？VO
Cs一般有较强的气味，对呼吸道系统刺激性大，且具有渗透、挥发及脂溶等特性，当室内VOCs浓度超过一定浓度时，在短时间内人们会感到头
痛、恶心、呕吐、四肢乏力，严重时会造成人中枢神经系统受损，昏迷、记忆力下降等，长期接触会使人患上癌症与血液病的风险，比如我们最常说
起的室内甲醛污染。VOCs也是形成臭氧（O3）和细颗粒物（PM2.5）的重要前体物，对气候变化也有影响。根据大量研究机构的源解析结
果，PM2.5里一类主要构成就是有机物（OM），占比达20%-40%，主要来自VOCs转化生成。另外VOCs具有光化学反应性，在阳
光下与氮氧化物发生化学反应形成臭氧、自由基等污染物。PM2.5与O3对我们都有直接的健康危害，还对全球气候变化有非常不利的影响。所
以VOCs可以说是“想法设法变着法的”来祸害人。VOCs得来源：总的来说环境VOCs主要来自运输、工业生产、农业和生活过程，其中烷
烃，醇，酮，醛，醛，芳烃，卤代烃，含S、N的化合物等最常见的VOCs超过300多种。运输类包括机动车尾气的排放、油品储运销、非道路
机械、铁路内燃机车等；工业点源（溶剂使用行业）包括石化、包装印刷、汽车制造、家具制造、化学品制造等。生活源包括居民生活溶剂使用、建
筑装修、餐饮及汽修等服务型行业等；石化、化工、工业涂装、包装印刷、油品储运销等行业是我国重点排放源。VOCs治理技术首先我国工业V
OCs治理难道非常大，因为种类复杂，包含了300多种化合物，化合物的物理和化学性质差异大，且由于原料、工艺不同，排放条件（温度、湿
度、压力、颗粒物含量等）各不相同，同时涉及到上百个排放行业，各行业VOCs排放特点也大相径庭，大多数情况下，污染物是以混合物形式排
放（多组分复杂体系），也加大了VOCs治理难度。另外我国VOCs减排治理起步较晚，准入门槛低，监管能力不足，减排设施设备工艺落后、
建设质量良莠不齐，大多数排放企业因为考虑经济成本选择效率很低的技术方案，部分企业选择高效治理技术，但由于设计不规范，系统不匹配等原
因，也难以达到预期减排治污效果。同时，由于排放点源数量多而分散，无组织排放特情况严重，难以集中进行收集。虽然大气污染防治法等对VO
Cs无组织排放提出密闭封闭等条件，但目前量大面广的企业未采取有效管控措施，尤其是中小企业管理水平差，收集效率低，逸散问题突出。总的
来讲减排技术包括吸附捕获，解离转化或吸附与转化混合使用法。吸附捕获方法主要基于吸附材料，采用高表面积和孔体积捕获气流中低浓度VOC
s。活性炭，沸石和二氧化硅是坚固耐用的成熟吸附剂，已被证明在吸附多种VOC方面特别有效。活性炭是一种处理后的碳，具有较小的小体积孔
和高表面积，适合吸附VOC。沸石是具有确定的孔结构和可调节的酸度的微孔铝硅酸盐矿物，使它们成为某些尺寸和形状的分子的极具吸引力的
吸附剂或催化剂。较新型的材料有金属有机骨架（MOF），已成为了VOC捕获的可行材料。它们由与有机配体配位的金属离子组成，并形成一维
，二维或三维结构。它们的高吸附能力和出色的表面积使它们特别适合用于VOCs捕获。而转化方法（例如热催化氧化，光催化氧化，低温等离子
体技术）会受到催化性能的严重影响。催化剂对于确保这些销毁方法有效运行至关重要。它们降低了热催化氧化和光催化氧化所需的活化能，从而提
供了经济高效且更安全的反应条件。常用的催化剂包括贵金属和混合金属氧化物和钙钛矿。广泛报道了贵金属基催化剂在低温下具有最高的VOC去
除活性。混合金属氧化物催化剂（MMO）的制造和防止活性材料降解的成本较低。MMO协同工作，一种金属氧化物充当活性材料，另一种金属
充当载体。与单一金属氧化物（例如SiO2和TiO2）相比，使用MMO（例如NiO2/SiO2，MnO2/SiO2，TiO
2/SiO2和ZrO2/SiO2）表现出更好的催化剂性能用于氧化VOC。钙钛矿是主要由钛酸钙（CaTiO3）组成的钙钛氧化
物矿物质。许多不同的阳离子可以嵌入钙钛矿中，从而增加其热稳定性和活性。实际使用中，上述方法技术都有很显著的缺点，比如，在废气成分中
含有漆雾及粉尘时，吸附法存在吸附剂用量大、再生困难而导致运行费用升高等问题;吸收法缺乏普适性的吸收剂，净化效率受到极大限制，处理成
本较高;冷凝法对于多组分且无回收价值的VOCs时，成本高且无实际意义;各种浓缩燃烧法都需在较高的温度下氧化，对多属易燃易爆的V
OC存在一定安全隐患且能耗较高，有二次污染产生；生物法对菌种要求高，多组分VOC的尚停留于理论研究阶段;光催化和低温等离子等
方法效率较低，产生二次污染，对多组分VOC技术还不够成熟，经济性较吸附、吸收及催化燃烧等传统技术低。因此，在确立有机废气减排设施
方案时，需要根据企业工艺流程特点，量身定做，多种技术方法组合联用，设计最优化方案且注重后期运维，而不是简单选择某种技术后一劳永逸。
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