北極星VOCs在線訊:摘要：揮發性有機物（VOCs）是一類具有刺激性、致畸、致癌、致突變作用、易燃易爆的有機物，極大的威脅著人體和生態系統健康。基於此，對空氣中 VOCs 的監測和治理顯得尤為重要。
關鍵詞：揮發性有機汙染物；(VOCs)；治理技術
一、VOCs來源及其危害
1.VOCs來源
VOCs的來源包括天然源和人為源。天然源是指森林、草原、海洋等植物排放;人為源則可分為固定源和流動源兩大類，其中固定源包括化石燃料和生物質(秸稈、木材)燃燒，溶劑使用、工業過程(如石油化工、煉鋼煉焦)等。流動源指所有和機動車、船、飛機等交通工具相關的排放。此外，這些VOCs排放到大氣中，在光照等條件下通過化學反應可生成新的VOCs，即所謂的VOCs二次來源。此外VOCs的排放量也是變化的，在城市地區，早晚上下班高峰期，機動車尾氣排放是VOCs的重要來源;午後由於溫度升高，VOCs主要來源是油品或溶劑的揮發洩露;夜晚環境中的VOCs則主要是白天排放VOCs的累積。從季節變化來看，天然源植物排放和二次生成是夏季VOCs的重要來源，燃煤等則會在冬季的貢獻率更大。
2.VOCs對環境的危害
VOCs對環境的危害較大，它們主要包括以下方面，由於大多數VOCs具有毒性，可以使人畜昏迷，導致死亡，有些VOCs本身具有惡臭，還有一部分VOCs具有致癌性，容易使人類患有癌細胞，如氯乙烯、苯、多環芳烴、甲醛等，都能夠導致人體患有癌細胞;同時，對於空氣中多數的VOCs，它們還具有易燃易爆的性能，這種易燃易爆的性能，都會對生產企業帶來嚴重的不安全性;因為這些VOCs，在陽光照射下，就會和陽光發生化學反應，如大氣中的氮氧化合物、碳氫化合物與氧化劑可以發生光化學反應，這些物質就生成光化學煙霧，它們可以產生二次汙染，這些二次汙染產物，對人類的健康影響很大，由於這些二次汙染物的存在，可以對人類的健康，帶來更大的危害;還有一些VOCs物質，也對人類的健康影響很大，如滷烴類的VOCs，由於這些物質可以破壞臭氧層，就給地球的生存帶來嚴重的威脅;同時，由於空氣中對於揮發性有機化合物中的芳香烴(如:二甲苯、甲苯等)及含氧碳氫化合物(如:乙醇、酮、酯等)，也對大氣帶來威脅，這主要是由於這些物質的揮發性較大，如果擴散在大氣中，它們就很容易擴散，如果這些有機物擴散在大氣中，這些揮發性有機物質，就會嚴重的汙染大氣，嚴重的汙染環境和影響人體健康。
二、揮發性有機汙染物(VOCs)監測技術
1.TDLAS技術
近年來，在環境監測工作中，雷射光譜技術的應用成為了一個非常活躍的研究領域。利用雷射功率密度高、光子通量大等特性，相繼建立了和發展了多種雷射光譜分析方法，其中TDLAS技術更以其靈敏度高、選擇性好、實時、動態等多種特點迅速發展起來，應用範圍也越來越廣泛。TDLAS技術利用波長調製技術在1s的檢測時間內可以達到ppm級甚至ppb級，監測靈敏度可以提高超過100倍，同時，其能夠在高溫、高壓、高腐蝕等惡劣環境下進行測試，是當前惡劣條件下氣體汙染物監測的首選技。
2.膜萃取氣相色譜技術
近年來，利用膜技術處理樣品已成為了多種條件下的首選。在膜萃取過程中，不存在兩相間的混合，可以有效消除乳液狀的形成並減少溶劑的消耗量，樣品可以與萃取劑連續接觸，有效保證了監測過程的連續性和實時性。在利用該技術監測空氣中的VOCs時，空氣連續流過中空纖維膜，VOCs組分有選擇性地透過膜流入到惰性氣體氮氣流中，在微阱中VOCs被收集和濃縮，通過直接電加熱形成具有一定時間間隔注射的脈衝導入連續進樣。膜萃取進樣通常需要經過一定的時間使膜滲透達到一個相對穩定的狀態，從而保證監測結果的準確性。
三、揮發性有機汙染物(VOCs)治理技術
1.液體吸收法
在 VOCs 治理工程中，液體吸收法是最常用的治理方法之一。該治理方法不但能夠有效消除空氣中的氣態汙染物，同時還能回收部分遊泳的物質。一般能夠對氣體流量在 3000 ～ 15000m3/h 之間、濃度在 0. 05% ～0. 5%之間的 VOCs 氣體進行處理，器去除率可以達到95%以上。該技術通過採用揮發性極低的液體作為吸收劑，通過吸收裝置利用廢氣中各種組分在吸收劑中的溶解度或者化學反應特性差異，使吸收劑吸收掉廢氣中的有害組分，從而實現廢氣的淨化。液體吸收法的工藝流程相對簡單切運行成本較低，主要適用於廢棄流量較大、濃度較高以及溫度較低和壓力較高情況下氣相汙染物的處理，在噴漆、絕緣材料以及化工等行業運用非常廣泛。但是該方法對設備的要求較高，需要定期對吸收劑進行更換來保持淨化能力。
2.催化燃燒法
在催化燃燒系統中，燃燒溫度一般控制在 200 ～400℃。催化燃燒的反應器有由 Boreskov 和 Matros 等較早報導的流向變換催化燃燒反應器，是集固定床催化反應器和蓄熱換熱器於一體，熱回收率較高的裝置。催化燃燒的熱回收裝置一類是採用可以在放熱和吸熱端同時翅片化的熱管換熱器，系統熱回收率可達到 70% 以上。另一類是蓄熱式燃燒裝置，該裝置從 20 世紀 70 年代末開始應用，近年來最新發展的是採用陶瓷、礫石或其它的高密度惰性材料床吸收氣體熱量。不但回收率高，去除率也可達 98%。蓄熱式燃燒法在歐洲、美國使用得較多，國內也有應用。
3.電暈法
電暈法治理 VOCs的原理，是通過驗陡峭、脈衝窄的高壓脈電暈的電，在常溫常壓狀態下獲得非平衡等離子體，從而產生許多高能電子和活性粒子，對VOCs中的有害物質分子進行氧化降解反應，從而使VOCs汙染物中的有害物質無害化，實現去除效果。
4.生物膜法
現階段隨著科技的不斷發展， 使用有機生物的降解技術對 VOCs 汙染處理有著很好的作用。 因為微生物對各種汙染物有著較強的適應性， 並且還能夠將這些汙染物作為代謝物進行分解和轉化，為此，與相對傳統的 VOCs 汙染處理技術比較，生物的處理技術的優點逐漸凸顯，低成本、高安全、功能好和無汙染等都讓生物處理技術開始走上坡路；此外，因為廢棄的生物處理吸收劑在再生功能上也能夠很好的使用吸收劑來進行微生物作用而實現吸收， 也不需要使用專門的設備和機器來進行處理，因此促進著整個處理過程的便捷和流暢，操作的時間和運用的成本也會大大減少， 這對我們現代的 VOCs汙染處理技術來說無疑不是一件好事。
5.吸附——解吸技術
（1）微波解吸法
利用微波能將再生後的吸附劑保持之前的吸附能力，不影響其表面積，且微波解吸法的解吸時間較短，消耗的能量較少，具有較高的經濟效益和環保效益。
（2）超聲波解吸的方法，即利用超聲波產生足夠的熱能，增強對吸附劑解吸的能力， 從而達到處理汙染物的一種解析法。 據最新研究發現，使用超聲波能夠很容易的解吸聚合樹脂以及活性炭等汙染物質，另外，使用超聲波解吸能夠使得解吸速率得到提高，使得解吸所需的活化能減少。 根據對超聲場條件下的吸附相平衡關係， 超聲波能越強的區域吸附劑的吸附能力越小，這會使得解吸速度得到強化，超聲波的存在能使體系的相平衡狀態朝吸附量減少的方向移動。 但是，這種技術在解吸原理上仍存在些問題，有待進一步的研究探討。 目前該技術仍沒有其應用的報導。
結語
由於VOCs的種類繁多，性質各異，因此在處理時也需要不同的途徑，由於VOCs的排放狀況多樣，在處理VOCs方法也會根據不同情況進行選擇。因此，在治理VOCs時，需要充分了解對VOCs的不同治理技術及其有效的使用範圍，儘量達到處理的最大效應，使特定含VOCs的廢氣得到有效的治理，這就需要進行綜合評估，才能夠達到實現最佳的治理效果，使環境得到最佳的保護。
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