固定污染源废气挥发性有机物监测技术


当前,大气污染防治得到改善,大部分城市环境空气质量得到明显提升。挥发性有机物是对流层大气普遍存在的一类污染物,大气中VOCs中的烃类化合物与氮氧化物在紫外线的作用下参与光化学反应生成二次污染物,如臭氧(O3)、过氧乙酰硝酸酯和有机气溶胶等,导致光化学烟雾,二次有机气溶胶等大气环境问题,也是PM2.5的重要前体物之一,此外,VOCs还会损害人体健康,除了刺激感觉器官外,还可能损害细胞内部代谢,对人体产生诸多不良影响。因此大气中VOCs的监测一直备受观注。

挥发性有机物是一类重要的环境污染物,长时间摄入会有致癌、致畸、致突变的危害。此外,VOCs为臭氧和二次有机颗粒物(SOA)生成的主要前体物,具有较强的光化学反应活性,可引发城市光化学烟雾。据研究表明,中国的排放主要来源交通、工业和生物质燃烧三大部门,而未来中国工业固定污染源的VOCs排放总量将呈现大幅度增长的趋势。为了控制固定污染源VOCs排放,保护环境,保障人体健康,我国逐步将VOCs控制纳入大气污染物控制体系,逐渐建立和不断完善排放标准和相关管理办法。

1 VOCs国内外定义

挥发性有机化合物英文缩写VOCs,其有许多定义,这些定义有相同点也有各自的侧重点。EPA将VOCs定义为除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外任何参与大气光化学反应的碳化合物;世界卫生组织(WHO)对VOCs的定义为熔点低于室温而沸点在50-260℃之间的挥发性有机物的总称。澳大利亚国家污染物清单将VOCs定义为在25℃条件下蒸气压大于0.27kpa的所有有机物。在德国DIN55649-2000标准中的定义是:原则上在常温常压下,任何能自发挥发的有机液体和或固体。

我国VOCs的定义可以分为国家层面和地方层面的。国家标准中对VOCs的定义有:《合成革与人造革工业污染物排放标准》(GB21902-2008)VOCs指常压下沸点低于250℃,或者能够以气态分子的形态排放到空气中的所有有机化合物(不包括甲烷),简写作VOCs。《城市大气挥发性有机化合物(VOCs)监测技术指南》VOCs是指在常压下沸点低于260℃或常温下饱和蒸气压大于70.91Pa的有机化合物。地方标准中对VOCs的定义有:四川省《固定汚染源大气挥发性有机物排放标准》(DB51/2377-2017)VOCs指在293.15K条件下蒸气压大于或等于10Pa,或者特定条件下具有相应挥发性的除CH4,CO,CO2,H2CO3,金属碳化物,金属碳酸盐和碳酸铵外,任何参加光化学反应的碳化合物,主要包括非甲烷总烃(烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃),含氧的有机化合物(醛、酮、醇、醚类等),含氮的有机化合物,含硫的有机化合物等。

江苏省和河北省的工业企业挥发性有机物控制排放标准VOCs指的是参与光化学反应的有机化合物,或者根据规定的方法测量和核算确定的有机化合物。2VOCs监测工作的重要性自从《大气污染防治行动计划》实施到现在,全国空气质量得到了显著的改善,有关的二氧化硫、粉尘粉煤灰、氮氧化物等的排放也得到了控制,不过重点区域臭氧浓度仍呈上升趋势,特别在夏秋季已成为部分城市首要的污染源。挥发性有机化合物是致使臭氧污染的前体物,其对于二次PM2.5生成有着很大的影响。所以严格控制挥发性有机化合物的排放,才能从根本上解决大气中PM2.5和O3浓度的上升。而对于污染的治理,必须加强挥发性有机化合物的监测,严格控制有关挥发性有机化合物的排放,全面展开防治工作。