- 研究背景
近年来,我国的大气污染日趋严重,污染物种类逐渐多样化,对生存环境危害较大,长时间接触会引发肺部疾病等。随着我国工业化和城市化的快速发展以及能源消费的持续增长,以PM2.5和O3为特征的区域性复合型大气污染日益突出,区域内空气重污染现象大范围同时出现的频次日益增多,严重制约社会经济的可持续发展,威胁人民群众身体健康。为了根本解决PM2.5、O3等污染问题,切实改善大气环境质量[1]。国家积极推进其关键前体物挥发性有机物(VOCs)的污染防治工作。但是,目前我国VOCs污染防治基础较为薄弱,存在排放基数不清、法规标准不健全、控制技术应用滞后、环境监管不到位等诸多问题。同时,由于 VOCs 排放来源复杂、排放形式多样、物质种类繁多,则建立 VOCs 污染防治体系难度较大。因此,如何切合我国的实际全面开展 VOCs 污染防治,是一项刻不容缓、艰巨复杂的任务。
- 挥发性有机物
2.1 VOCs定义
根据生态环境部的最新定义,VOCs是指参与大气光化学反应的有机化合物,或者根据有关规定确定的有机化合物[2]。
2.2 VOCs来源
VOCs种类繁多,包括烷类、烯烃、卤代烃、酯类、醛类、酮类和芳香族化合物等,主要来源于医药、石油化工、印刷等行业。VOCs室外主要来源于燃料燃烧和交通运输;室内主要来源于家用燃料等燃烧产物的不完全燃烧、吸烟、采暖和烹调等的烟雾,以及建筑和装饰材料例如:有机溶剂、油漆、含水涂料、家具、家用电器、清洁剂和人体本身的排放等[3]。
2.3 VOCs的危害
对环境的危害:VOCs中许多化合物是大气光化学烟雾的重要组成部分,VOCs的大量排放及其光化学反应产物会形成灰霾天气现象并严重影响空气能见度,它在光照下会发生反应形成光化学烟雾,是臭氧污染和PM2.5的前体物之一。除此之外,VOCs经化学反应生成的硝酸、硫酸,是导致降水酸化,形成酸雨的重要因素。而进入平流层的氯氟烃分子,受太阳辐射高能光子的轰击产生游离的氯原子,氯氟烃可破坏臭氧层并产生臭氧洞。对人体的危害:大部分VOCs是有毒的,人长期呆在含挥发性有机物的环境中会增加癌症等疾病的可能性。比如VOCs的主要成分甲醇被误服5-10毫升就会引起恶心、呕吐、全身皮肤青紫、呼吸困难四肢痉挛,严重者停止呼吸、死亡等,一些挥发性卤代烃对动物具有致癌和致畸的危害,极容易伤害到人类的肝肾,对中枢神经产生不可逆转的损害[4]。
2.4 VOCs的净化方法
VOCs的净化方法主要有:吸附法、吸收法、冷凝法、膜分离法、燃烧法、生物法、光催化法和低温等离子体法以及复合型处理技术等,其中,催化燃烧技术适用于低浓度废气的处理,具有低能耗、效率高以及无二次污染物等优点,广泛应用于实际生产中。但在催化法中单一的催化剂或催化手段都会有缺点,所以会出现吸附-光催化法[5]和MnOx / Cr2O3复合材料[6]之类的方法去催化燃烧。
2.5 VOCs的研究意义
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