【艾科贴士】VOC与臭氧污染的那些往事

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夏季是臭氧污染较为严重的季节,根据生态环境部对空气质量的预测,7月中上旬,全国大部份地区空气质量以良至轻度污染为主,首要污染物为臭氧。中华大地随着气温攀升和阳光普照。一些地方(尤其是京津翼)的气象部门发布的空气质量报告中,首要污染物不再是PM2.5,而是臭氧了。预计,随着夏秋季来临后气温升高和光照加强,臭氧将逐步成为除了颗粒物外,对环境空气质量影响最大的污染物。臭氧污染必将会成为流行“热词”哟。




1.什么是臭氧?

“在天是佛,在地是魔”是科研界对臭氧的概括。


臭氧,在常温下,是一种有特殊味道的淡蓝色气体,具有强氧化性。大家通常所知的臭氧,是指聚集在平流层,距离地面30公里左右的臭氧层,它能够吸收大量紫外线。高空中的臭氧是阻挡紫外线照射的“保护伞”,然而一旦臭氧到了距离地面10~100米左右的近地面层,就成了对人体健康有害的“臭氧污染”。


臭氧污染并不来自臭氧层,而是由人类排放的氮氧化物和挥发性有机物在高温、日照充足、空气干燥条件下,和氧气进行光化学反应所形成的。


臭氧的最大浓度一般出现在阳光最强的午后。



专家表示:因为是光化学反应,所以臭氧超标的情况往往发生在天气晴朗的日子里,越是阳光强烈、温度高,越容易出现臭氧污染,所以在一定程度上‘晴空万里’‘天气好’不等于空气质量就一定会好。 



2.臭氧污染是如何产生的?


根据各国科学家的研究,随着人类文明的进程,现在的近地面大气中(对流层)的臭氧主要由光化学反应过程产生,即臭氧属于“二次污染物”。而各类排放的工业污染物(尤其是挥发性有机物和氮氧化物)、机动车排放的污染物等等,恰好是这类光化学反应的基本反应物质,加上高温、日照等气象条件,极易造成臭氧的产生和积累。



氧污染的生成和光照、气温等气象因素密切相关,主要发生在阳光强烈的夏、秋季节。汽车尾气、工业企业排放的氮氧化物(NOx)与挥发性有机物(VOC)等臭氧前体物,在高温、强光辐射的作用下,经过一系列复杂的光化学反应,产生臭氧污染物。



其中,NOx的来源较广,但基本是人为排放,主要来自机动车尾气、化石燃料燃烧,工业生产过程中产生。


VOC 全称“挥发性有机化合物”,VOC的来源更为广泛,有石化、医药、化工、家具、汽修、印刷等行业工业企业的废气排放,也有机动车、加油站等油气挥发,还有餐饮油烟、干洗店和美发店等有机物挥发等。因此,臭氧污染也呈现出覆盖面积广、影响范围大等特征。



3.对人体的主要危害


臭氧几乎能与任何生物组织反应,对呼吸道的破坏性很强。根据加拿大职业健康与安全中心(CCOHS)的介绍,“臭氧会刺激和损害鼻粘膜和呼吸道,这种刺激,轻则引发胸闷咳嗽、咽喉肿痛,重则引发哮喘,导致上呼吸道疾病恶化,还可能导致肺功能减弱、肺气肿和肺组织损伤,而且这些损伤往往是不可修复的。”


毒理学研究发现,臭氧能引起肺部炎症,增强气道反应性以及血液流变学改变。人群流行病学研究亦显示,近地面臭氧污染能引起一系列的人群不良健康效应,如早逝、哮喘急诊、住院、缺勤等。

  

同样,臭氧也会刺激眼睛,使视觉敏感度和视力降低。它也会破坏皮肤中的维生素E,让皮肤长皱纹、黑斑;当臭氧浓度在200微克/立方米以上时,会损害中枢神经系统,让人头痛、胸痛、思维能力下降。


此外,臭氧会阻碍血液输氧功能,造成组织缺氧;使甲状腺功能受损、骨骼钙化。美国斯克利普斯应用科学研究所的保罗温特沃斯教授曾经做过研究,发现臭氧会破坏人体的免疫机能,诱发淋巴细胞染色体畸变,损害某些酶的活性和产生溶血反应。



4.臭氧污染与VOC排放关系


臭氧污染形成机理虽然较为复杂,但其中VOC是重要前体物。鉴于此,有些国家或组织直接将VOC定义为能够参与大气光化学反应的有机化合物(而将不参与光化学反应的称作豁免溶剂)。



因而,把VOC排放总量降下来,是治理臭氧污染的关键一环。随着臭氧污染逐步成为关注焦点,更严格的VOC排放管制措施将会加强。作为存在VOC排放的涂料与涂装等行业,应该引起足够的重视。



5.VOC治理方法


VOC 全称“挥发性有机化合物”普遍意义上的VOC就是指挥发性有机物。按照VOC成分在气体中的浓度,可划分为高、中、低浓度VOC废气;根据VOC成分的不同,以及在工艺上是否具有可回收价值方面的考量,配合RTO、TO、RCO、CO、浓缩转轮等配套的废气处理设备,可组合成多种废气治理、能量回收的VOC处理系统。


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