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        我國城市空氣中揮發(fā)性有機物現(xiàn)狀及管理

        2019-11-14 10:16:23胡濤
        環(huán)境與發(fā)展 2019年9期
        關鍵詞:揮發(fā)性有機物治理環(huán)境監(jiān)測

        摘要:我國近年來經(jīng)濟高速發(fā)展,工業(yè)化水平不斷提升,居民的生活水平也大幅度提高,但同時空氣污染的問題也越來越嚴重。石油化工企業(yè)的煙氣排放、汽車尾氣、化工污染、建筑裝修等讓城市大氣污染嚴重,尤其是大氣中的揮發(fā)性有機物的含量增多,威脅城市居民健康和生活。本文分析了空氣中揮發(fā)性有機物污染原因,提出了污染治理對策,希望對緩解我國空氣環(huán)境污染問題起到現(xiàn)實指導意義。

        關鍵詞:揮發(fā)性有機物;環(huán)境監(jiān)測;治理

        中圖分類號:X51 文獻標識碼:A 文章編號:2095-672X(2019)09-0-01

        DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.09.135

        Status and management of volatile organic compounds in urban air of China

        Hu Tao

        (Hubei Zhongshi Testing Technology Co., Ltd., Wuhan Hubei 430040, China)

        Abstract: In recent years, Chinas economic level has developed at a high speed, the level of industrialization has been continuously improved, and the living standards of residents have also increased substantially. At the same time, the problem of air pollution has become more and more serious. The flue gas emissions, automobile exhaust, chemical pollution, and building decoration of petrochemical enterprises make the citys air pollution serious, especially the increase of volatile organic compounds in the atmosphere, threatening the health and life of urban residents. Therefore, the current status of volatile organic compounds in the urban atmosphere should be clarified and actively managed.

        Key words:Volatile organic compounds;Environmental monitoring;Governance

        1 揮發(fā)性有機物VOCs的來源及危害

        我國VOCs的污染來源廣泛,主要來源于大氣、水體和土壤的污染。從大氣污染角度分類,VOCs的污染源可分為室內污染和室外污染:家庭烹飪產(chǎn)生的煙氣、家電工作以及家庭裝修裝飾釋放的氣體等構成了室內污染,而燃料燃燒釋放的氣體、工業(yè)運作排放廢氣和汽車尾氣等構成了室外污染;從水體污染的角度,VOCs污染主要來源于化學化工企業(yè)的廢水廢氣;從土壤污染的角度,VOCs污染主要來源于石化、交通運輸?shù)裙I(yè)廢物。

        VOCs的危害具有多面性:一方面危害環(huán)境導致污染,另一方面嚴重威脅人體的健康。VOCs是PM2.5和臭氧等污染物的反應前體,尤其是氣態(tài)VOCs具備化學反應活性,容易發(fā)生光化學反應,生成臭氧、有機氣溶膠等,從而引發(fā)諸多大氣環(huán)境問題,如霧霾、光化學煙霧等,甲苯、1,3-丁二烯等VOCs都很可能導致臭氧額生成。近年來因PM2.5導致的大氣污染問題日漸嚴重,污染范圍和頻次越來越多,嚴重危害了城市居民呼吸系統(tǒng)健康,提高相關疾病的發(fā)病率。大多數(shù)VOCs經(jīng)過人體呼吸和皮膚接觸進入人體,對呼吸、血液循環(huán)系統(tǒng)和人體器官造成暫時性或不可逆性損傷病變。吸入較低濃度VOCs氣體,會導致頭暈、惡心、咳嗽甚至嘔吐癥狀,吸入高濃度VOCs甚至會有致癌、致畸、昏迷甚至致命的后果。此外,VOCs還會制約社會可持續(xù)發(fā)展,破壞人與自然和諧共生的平衡。

        2 我國城市空氣揮發(fā)性有機物暴露現(xiàn)狀

        VOCs包含多種烴類、脂類及其衍生物,種類眾多,且在我國廣泛分布,普遍存在。

        早在20世紀初,廣州的城市大氣環(huán)境檢查結果顯示有21種揮發(fā)性有機物,尤其是甲醛,質量濃度高達12μg /m3,接近北美發(fā)達國家水平;近幾年的全國范圍的城市環(huán)境大氣VOCs監(jiān)測結果顯示,甲醛的平均質量濃度在4~32μg /m3不等,天津市2007年9月的甲醛平均質量濃度在16μg /m3左右,屬于國內的中等水平,超過芝加哥平均甲醛質量濃度的3成以上。

        近年來,我國一些大中型城市大氣中苯系物含量較高,大多數(shù)苯系物的質量濃度在30μg /m3以上,嚴重者甚至超過290 μg/m3。值得注意的是,所有苯系物VOCs中甲苯濃度最高,多數(shù)城市的日均接觸質量濃度值超過了世界衛(wèi)生組織(WHO)規(guī)定水平。如浙江杭州大氣環(huán)境含有較高濃度的苯系物,甲苯和苯的平均質量濃度是芝加哥的2倍以上。

        我國大部分城市大氣中苯的日均質量濃度水平高于歐盟制定的環(huán)境空氣中苯濃度水平(5. 0 μg /m3),最嚴重者是歐盟制定水平的10倍以上,某些工業(yè)區(qū)甲苯濃度值近180 μg/m3。根據(jù)2005年后連續(xù)八年的北京城市大氣監(jiān)測結果來看,夏季的北京城市苯濃度呈現(xiàn)先增后降的發(fā)展趨勢。2012年上?;@區(qū)及周圍大氣環(huán)境VOCs的最高質量濃度結果顯示:苯濃度超過3000 μg /m3,甲苯濃度超過2000μg /m3 ,二甲苯濃度超過4000μg /m3,1,2-二氯乙烷濃度超過7000μg/m3。2016 年,有32 家甲苯重點監(jiān)控企業(yè)出現(xiàn)甲苯濃度超標情況,超過甲苯重點監(jiān)控企業(yè)的四分之一。二噁英類廢氣重點監(jiān)控企業(yè)中,有12%的企業(yè)出現(xiàn)二噁英類廢氣含量超標情況,個別企業(yè)的二噁英類廢氣排放濃度是規(guī)定標準上限值的近20倍。

        學者研究表明,我國城市大氣VOCs的分布具有顯著的區(qū)域特性,主要分布在東部沿海經(jīng)濟帶。珠三角和長三角是南方大氣污染重災區(qū),VOCs污染物的種類和含量顯著高于北方區(qū)域,但是北方空氣質量卻是比南方差的,這是由南北方產(chǎn)業(yè)類型不同導致的。北方城市重工業(yè)發(fā)展迅速,廢氣主要物質是硫氧化物和氮氧化物,并伴隨排放顆粒污染物。而東南沿海地區(qū)工業(yè)種類繁多,行業(yè)和產(chǎn)業(yè)復雜多變,污染物排放種類也相對北方更為復雜。另外,同一區(qū)域的工業(yè)區(qū)和商業(yè)區(qū)的VOCs污染情況也有差別,同一VOCs污染物在不同時間段的濃度也不同。例如上海VOCs污染物中甲醛濃度最高,且在早高峰和晚高峰達到當天濃度的峰值,而在其他時間甲醛濃度相對較低。

        3 對不同行業(yè)VOCs的治理

        VOCs的排放主要來自三類行業(yè):石油化工、包裝印刷、裝修裝飾。對不同行業(yè)的VOCs的治理也有對應的不同方式。

        石油化工行業(yè)的VOCs治理主要通過強制要求相關企業(yè)使用清潔技術進行生產(chǎn)作業(yè),并確立嚴格的行業(yè)VOCs污染物管理制度體系,做到對VOCs排放源的嚴密排查,保證設備和生產(chǎn)線重要組件的檢修工作到位,嚴格執(zhí)行國家廢氣排放標準,杜絕VOCs肆意排放到大氣的現(xiàn)象,對于拒不按標準制度作業(yè)的企業(yè),應按制度要求進行嚴厲制裁。

        包裝印刷業(yè)的VOCs治理關鍵對材料和技術工藝兩方面進行嚴格把控。鼓勵使用綠色環(huán)保材料,優(yōu)化印刷工藝,鼓勵使用零VOC的水性涂料或粉末涂料,鼓勵使用綠色環(huán)保的水基型膠黏劑和熱熔型膠黏劑,避免進行VOCs涂料的露天噴涂作業(yè)。另外,在皮具清洗時,應格外注意環(huán)保。做到對溶劑廢液的分類收集、回收、處理,回收可再利用的溶劑,排放處理后符合環(huán)保標準的廢溶劑。如此一來,不僅可以提高廢氣廢液回收利用率,也可減少VOCs廢氣的排放。裝修、裝飾行業(yè)的治理主要在規(guī)范材料的使用上。應鼓勵家庭和家裝公司使用綠色環(huán)保、符合國家環(huán)保標準的建筑材料、涂料、油漆和膠黏劑,提高裝修裝飾行業(yè)的水性涂料使用率。另外,在家庭生活方面,應盡量使用天然氣、電等清潔能源,并鼓勵城市居民在烹飪時選擇低油煙、低能耗的健康飲食。此外,鼓勵干洗店選擇大型干洗具備制冷溶劑封閉式回收系統(tǒng)干洗機,避免制冷劑外泄,造成VOCs排放。

        除了針對不同行業(yè)進行VOCs的治理,推廣和優(yōu)化VOCs污染物的處理技術也格外重要。焚燒技術是現(xiàn)在使用范圍最廣的VOCs處理技術,工藝簡單,處理效率高達95%,但對設備的成本投入較大。吸附技術是一種高效低成本的VOCs處理技術,利用冷凝和吸附回收裝置,可以幫助VOCs廢氣在排放前得到有效回收,效率高達90%,可有效減低VOCs排放量。一般利用活性炭的吸附功能,回收溶劑,凈化高濃度有機廢氣。對于一些廢氣成分單一的企業(yè),可以使用該技術,效率高,成本低。近年來,等離子破壞技術和光催化技術發(fā)展也越來越成熟,可以處理VOCs含量較低廢氣,但效率在50%左右,仍需在后續(xù)工藝中配合活性炭吸附等技術進行再處理。

        4 小結

        城市大氣環(huán)境中的揮發(fā)性有機物VOCs危害頗多,會增加空氣中PM2.5含量,降低空氣和環(huán)境質量,威脅人群生命健康。應對不同行業(yè)的VOCs排放強制實行環(huán)保制度體系要求,降低VOCs排放,應倡導居民使用清潔能源,養(yǎng)成健康低能耗的生活方式,同時加大VOCs廢氣處理技術的研發(fā)投入,為降低城市VOCs含量提供有力的技術保障。

        參考文獻

        [1]王玲玲,王瀟磊,南淑清,等.鄭州市環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機物的組成及分布特點[J].中國環(huán)境監(jiān)測,2008,24(4):66-69.

        [2]姜德超.城市大氣揮發(fā)性有機物(VOCs)污染特征及來源解析[D].濟南:山東建筑大學,2015.

        [3]齊麗,任玥,劉愛民,等.北京市某垃圾焚燒廠周邊大氣二口惡英污染特征及暴露風險[J].環(huán)境科學,2017(4):1-16.

        [4]陳健鵬,李佐軍.中國大氣污染治理形勢與存在問題及若干政策建議[J].發(fā)展研究,2013(10):4-14.

        收稿日期:2019-04-10

        作者簡介:胡濤(1993-),男,漢族,本科學歷,助理工程師,研究方向為環(huán)境監(jiān)測環(huán)境工程。

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