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揮發性有機物

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揮發性有機物(Volatile Organic Compounds,VOCs), 一大類化合物的總稱,它在大氣中包含了成千上萬種微量有機揮發物,能分辨出的,就有正構烷烴、支鏈脂肪酸、正構烷醇、脂肪二元酸、芳香多元酸、多環芳烴(PAHs)、異構烷烴、三酮類化合物等幾百種。而具致畸致癌性的多環芳烴是人體健康的重要殺手之一。有觀點認為,VOCs是PM2.5的禍首。

1 揮發性有機物 -簡介

揮發性有機物揮發性有機物

按照世界衛生組織的定義,沸點在50—250℃的化合物,室溫下飽和蒸氣壓超過133.32Pa,在常溫下以蒸氣形式存在於空氣中的一類有機物為揮發性有機物(VOCs)。按其化學結構的不同,可以進一步分為八類:烷類、芳烴類、烯類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類和其他。 

VOCs的主要成分有:烴類、鹵代烴、氧烴和氮烴,它包括:苯系物、有機氯化物、氟里昂系列、有機酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烴化合物等。而具致畸致癌性的多環芳烴是人體健康的重要殺手之一。

2 揮發性有機物 -發現歷史

揮發性有機物的身影最早出現在美國洛杉磯。20世紀40-50年代,人們發現每年夏季的正午或午後,天空經常會出現一片渾沌不清的淺藍色煙霧,而遠離城市1公裡外的松林成片枯死,柑橘減產;更多的居民開始患上各種眼疾和呼吸道疾病。到1955年,洛杉磯已有400多名65歲以上的老人相繼去世。

經美國科學家的努力,人們發現這是一種新型大氣污染,是由汽車尾氣和其它工業生產排放出來的大量碳氫化合物和氮氧化物,在陽光紫外線作用下,最終變成了讓人致病或致命的毒氣。從美國洛杉磯化學光霧事件到21世紀,關於大氣揮發性有機物(VOCs)的研究,仍屬世界最前沿科學領域。

3 揮發性有機物 -主要來源

揮發性有機物尾氣排放

在室外,主要來自燃料燃燒和交通運輸產生的工業廢氣、汽車尾氣、光化學污染等。

在室內則主要來自燃煤和天然氣等燃燒產物、吸煙、採暖和烹調等的煙霧,建築和裝飾材料、傢具、家用電器、清潔劑和人體本身的排放等。

在室內裝飾過程中,VOC主要來自油漆、塗料和膠粘劑。一般油漆中VOCs含量在0.4—1.0mg/m3。由於 VOCs具有強揮發性,一般情況下,油漆施工后的10小時內,可揮發出90%,而溶劑中的VOCs則在油漆風乾過程中只釋放總量的25%。

4 揮發性有機物 -特點

分子量較小,在通常條件下容易氣化。它們可在有機物質的生成過程中形成,也可以在有機物質發生化學分解或生物學降解的過程中形成,並逸入大氣。揮發性有機物的含量和種類往往因測定方法和條件的不同而不同。

VOCs具有相對強的活性,是一種性格比較活潑的氣體,導致它們在大氣中既可以以一次揮發物的氣態存在,又可以在紫外線照射下,在PM10顆粒物中發生無窮無盡的變化,再次生成為固態、液態或二者並存的二次顆粒物存在;且參與反應的這些化合物壽命還相對較長,可以隨著風吹雨淋等天氣變化,或者飄移擴散,或者進入水和土壤,污染環境。

5 揮發性有機物 -與PM2.5的關係

專家表示,在PM2.5形成之前,作為前體物的VOCs(揮發性有機物),讓細粒子污染漸趨嚴重。近幾年低濃度、高毒性的VOCs在PM2.5中的比重上升很快。

在中國,20世紀80年代之前,大氣污染主要表現為煤煙型污染,即以二氧化硫的顆粒物污染為主,然而80年代之後,城市化加速,經濟規模擴張,各大城市機動車保有量也隨之迅猛增長,珠三角、長三角、京津冀等經濟發達地區大氣污染日趨嚴重,灰霾天變得越來越多,這使得臭氧和PM 2.5所代表的細粒子污染,漸漸發展為大城市和區域空氣污染的首要大敵。

6 揮發性有機物 -危害

室外危害
揮發性有機物空氣中的隱形殺手

在大氣科學家眼裡,VOCs對人體健康的影響有直接效應,更多的是間接效應。中國工程院院士唐孝炎老師表示,VOCs是一大類化合物的總稱,它在大氣中實際包含了成千上萬種微量有機揮發物,比如目前科學家在VOCs中能分辨出的,就有正構烷烴、支鏈脂肪酸、正構烷醇、脂肪二元酸、芳香多元酸、多環芳烴(PAHs)、異構烷烴、三酮類化合物等幾百種。

一旦出現細粒子污染的灰霾天氣,近地大氣中的細粒子無時無刻不在產生光化學反應,生活在地面的人群和其它動植物,則無時無刻不在呼吸交換氣體,於是造成大量有毒有害物質進入人體沉積,人體健康受損。

室內危害

當居室中VOCs濃度超過一定濃度時,在短時間內人們感到頭痛、噁心、嘔吐、四肢乏力;嚴重時會抽搐、昏迷、記憶力減退。VOC傷害人的肝臟、腎臟、大腦和神經系統。居室內VOC污染近年來已引起各國重視。   

VOCs對人體健康的影響主要是刺激眼睛和呼吸道,使皮膚過敏,使人產生頭痛、咽痛與乏力,其中還包含了很多致癌物質。   

中國新頒布的《民用建築室內環境污染控制規範》中,室內空氣中TVOCs的含量,已經成為評價居室室內空氣質量是否合格的一項重要項目。在此標準中規定的TVOC含量為Ⅰ類民用建築工程:0.5mg/立方米、Ⅱ類民用建築工程:0.6mg/立方米。  

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