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VOCs与其它污染物的关系

阅读量:5972018-06-06
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VOCs与环境臭氧浓度的影响

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在全球尺度看来,人们所关心的环境臭氧主要有两个来源,O3的天然来源主要是平流层O3的注入,人为来源主要是机动车尾气等排放的NOx与VOCs等污染物反应产生。从近一百多年的时间来看,O3的浓度是逐年升高的,每年大约升高1.6%,O3环境浓度升高的原因是NOx与VOCs等污染物的数量增加。根据VOCs等污染物的排放,环境臭氧浓度的变化呈现出一定的季节性及区域性,城市O3浓度比乡村高得多。但O3的浓度变化与VOCs的浓度变化并不呈现线性关系,通过控制VOCs来控制O3的策略实施时,需综合考虑区域中各类污染物的含量。

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VOCs与二次有机气溶胶(SOA)关系

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SOA(Secondary Organic Aerosol)是细颗粒物的重要组成,它是由人类活动或者天然源直接排放的VOCs或SVOC在大气中经过一系列的氧化、吸附、凝结等过程生成的悬浮于大气中的微粒。同一种VOCs经过氧化进而生成的SOA可能含有上百种化合物,而且不同的产物极性水平不同,目前还没有一种方法可以用来完全直接测量大气中的SOA。VOCs转化生成SOA的产率可以用参数化方法进行估算。从文献报道的结果来看,SOA?的主要前体物通常包括异戊二烯、萜烯、芳香烃等,但在不同地区,这些前体物对SOA的相对贡献会有很大差别。因此控制SOA时需要从各地实际情况出发,寻找出最重要的前体物加以控制。

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VOCs与大气复合污染的关系

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所谓大气复合污染是指大气中多种污染物在一定的大气条件下(如温度、湿度、阳光等)发生多种界面间的相互作用、彼此耦合构成的复杂大气污染体系。

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VOCs是光化学烟雾污染的重要前体物,在光照条件下能与氮氧化物发生光化学反应生成臭氧及其他光化学氧化物;同时VOCs也是二次有机气溶胶的重要前体物,在大气中经过一系列的氧化、吸附、凝结等过程生成悬浮于大气中的细粒子。臭氧和细粒子是复合型大气污染的特征污染物,因此,VOCs是大气复合污染的重要前体物,要控制大气复合污染就要对VOCs予以关注并加强监测、控制和治理。

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VOCs与霾的关系

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霾是指空气中的大量极细微的尘粒子均匀地浮游在空中,使空气浑浊,视野模糊并导致水平能见度小于10千米的自然天气现象。霾污染主要源于人为污染,罪魁祸首是细颗粒物(PM2.5)。这些细颗粒物的化学组成包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐、黑碳、有机化合物等,少数来自污染源的直接排放,多数来自SO2、NOx和VOCs等的大气光化学转化。PM2.5中的有机物通常占相当高的比重,这些有机物一部分排放后直接形成颗粒或气溶胶,还有一部分是VOCs的大气化学转化产物。许多VOCs经过大气化学反应之后被转化为不挥发或半挥发的有机物,成为二次有机气溶胶(简称SOA)。此外,VOCs作为大气化学反应的“燃料”,通过形成臭氧等增加了大气氧化性,对于二氧化硫、氮氧化物等污染气体转化形成硫酸盐和硝酸盐气溶胶起重要作用,从而也促进了霾的形成。可见VOCs也是导致霾形成的重要原因,对霾污染形成具有直接和间接的作用。

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VOCs与光化学烟雾的关系

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当空气中的VOCs和氮氧化物等浓度较高,在强烈紫外光照和高温条件下,再遇上不利扩散的条件(例如河谷或山谷地形、稳定的高气压天气等),光化学反应产物就会大量积累,从而使臭氧、过氧乙酰硝酸酯、细颗粒物等浓度急剧升高,从而形成刺激性的浅蓝色烟雾。这种污染现象叫做光化学烟雾。

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1940年,在美国的洛杉矶首次出现这种污染现象,随后数年里多次重复出现,导致了许多人员死亡以及大量的健康和经济损失。高浓度的VOCs是光化学烟雾形成的必要条件。洛杉矶的光化学烟雾就是因为汽车尾气和工业废气排放的大量VOCs与氮氧化物在夏季强光和高温条件下反应的结果。

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