随着世界经济的迅速发展以及化石能源的大量开采和利用，环境污染问题日渐严重，臭氧层破环、酸雨、能源短缺和有毒化学品污染等已经逐渐威胁到人类的生存环境。近年来，我国多地受雾霾持续围困，北京、上海等大城市数日难见蓝天，甚至连沿海的广东等地也是连日灰霾、大雾。其中，挥发性有机化合物（Volatile Organic compounds, VOCs)是近地面臭氧和PM2.5形成的重要前体物，是导致雾霾天气的“罪魁祸首”；同时它也能和其它污染物NO_x and SO_x发生化学反应生成光化学污染物，可对环境造成更严重的二次危害。除此之外，挥发性有机废气又是危害人体健康的污染物质，它们常常伴随着异味、恶臭散发在空气中，会刺激人的眼、鼻、呼吸道，对心、肺、肝等内脏及神经系统产生有害影响，甚至造成急性和慢性中毒，可致癌、致突变。

日前，环境保护部与国家质量监督检验检疫总局联合发布国家环境质量标准《环境空气质量标准》，自2016年1月1日起在全国实施，并废除原有的《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996)。虽然经过长期法律保护并伴随人民环保意识提高，环境问题有所改善，但与人民理想的健康生活环境仍相差甚远，目前我国在面临的VOCs排放控制仍然十分严峻。

1.1挥发性有机物的含义，来源及危害

       从有机物的物理性质上讲，挥发性有机物是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物。从环境保护的角度上讲，参加大气光化学反应的有机物，对环境和人类产生危害的一类有机物。根据挥发性有机物的官能团不同，常常可分为以下几类：非甲烷总烃(NON-methane hydrocarbon, NMHC)包含烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃，含氧有机化合物(醛、酮、醇、醚等)，卤代烃，含氮化合物，含硫化合物等。

VOCs的来源十分广泛，可分为包括移动源和固定源。移动源指各类交通工具的排放，固定源又分为工业源和生活源。其中，工业生产是我们最大的VOCs排放源，占总排放的43%，这也表明我国要把工业污染源作为VOCs控制排放的首要对象。工业源涉及行业众多，包括VOCs生产如石油化工行业、储运销环节、以VOCs为原料的生产如涂料、油墨、胶粘剂、农药等行业，及涂装、印刷、粘合、工业清洗等含VOCs产品的使用过程。

工业源涉及行业众多，包括VOCs生产如石油化工行业、储运销环节、以VOCs为原料的生产如涂料、油墨、胶粘剂、农药等行业，及涂装、印刷、粘合、工业清洗等含VOCs产品的使用过程。工业VOCs具有排放污染物种类多、持续时间长等优点，对局部空气质量影响显著。表1.1.1-1列出了几类VOCs高排放行业及其主要VOCs排放种类。

  表1.1.1-1 几类典型行业及其排放的主要挥发性有机物

VOCs会对生态系统的平衡造成极大的危害。比如卤代烃类的挥发性有机物在大气中会长期存在，一旦扩散至臭氧层，就会与O₃发生反应，最终使O₃浓度减少，形成臭氧空洞。除此之外，部分碳氢污染物通过阳光照射会与NOx发生反应，并在某些特定的气象条件和特殊地理环境下变成光化学烟雾，变成更难处理的二次污染。大部分VOCs都易燃易爆，高浓度时引起火灾和爆炸；VOCs是PM2.5主要的前驱体，在空气中可转化为PM2.5。同时当PM2.5遇到O₃、VOCs等物质时，发生化学反应，形成灰霾天气。

VOCs因其种类繁多、成分复杂，对人类通常具有致癌、致畸、致突变的“三致作用”，容易引起人类神经系统、内脏器官、血液系统的暂时或永久性损伤。具体表现为危害呼吸系统，导致咳嗽、咽部充血、呼吸困难；危害皮肤、眼睛，造成流泪、视物模糊、皮肤过敏；危害血液、肝脏，易诱发白血病、肝功能衰退、记忆力衰退等。表1.1.1-2列出了几种主要VOCs对人类健康的危害。

1.2挥发性有机物控制技术

现阶段对VOCs的排放有如下常见的处理方法：吸收法，催化燃烧法，光催化法，吸附法，冷凝法，等离子体法，生物降解法，膜分离法等。

• 吸收法属于湿法工艺，适于处理大气量、中等浓度的VOCs有机废气，该法过程较复杂，成本较高，但在处理的同时，可对有用物质进行回收再利用；

• 吸附法适用于中低浓度有机废气的处理，去除效率高，且易于实现自动化控制，但该法不适宜处理高浓度高温废气，且存在吸附饱和现象；

• 冷凝法是利用污染物的露点，将其凝结为液态后回收的处理技术，适用于高浓度、单一组分且具备回收价值的VOCs有机废气的处理，该法成本较高，常作为预处理手段；

• 膜分离法适用于高浓度有机废气的处理，VOCs回收率高，流程较简单，但该工艺成本较高，膜易受污染；等离子体法利用等离子体场产生的大量高能量活性物种将高分子有机污染物离解成小分子物质，适用于低浓度、大风量VOCs有机废气处理；

• 生物降解法利用细菌等微生物对有机污染物进行新陈代谢，从而实现污染物的分解净化。该法具有能耗低、成本低、不产生二次污染等特点。

综上所述，这些处理方法可以分为回收处理和降解处理两大类。一般来说，回收技术主要用于浓度较高（大于5000mg/m³)或价格较昂贵的VOCs，以便于对其进行回收利用，常用的有吸附法，吸收法，冷凝法和膜分离法等；而降解技术主要用于中等或偏低浓度（小于1000mg/m³)的VOCs，常见的降解技术包括催化燃烧法、光催化法、生物降解法和电晕法等。催化燃烧法及吸附法对所处理的VOCs种类有普适性，但吸附法运行费用高、去除效率较低且容易产生二次污染；冷凝法、膜分离等技术则有一定的选择性；生物处理技术和光催化技术处于研发阶段，VOCs处理效率相对较低，虽从长远规划来看有一定的应用前景，但是就现阶段而言，其运行费用相对较高。对于VOCs含量的降低或消除，催化燃烧法是目前国内外最常用的方法。因为催化氧化技术几乎可以处理所有的烃类有机废气及恶臭气体，适合处理的VOCs浓度范围广，且与热力燃烧相比，催化氧化技术具有起燃温度低、反应速率快、降低能耗、处理效率高、二次污染和温室气体排放量少等优点。实际末端治理过程中，我们会根据VOCs的种类，将这些处理方法结合起来使用，充分发挥每一个的优点。

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