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VOCs:藏身霾和臭氧背后的无形“杀手”

进入冬季,霾又开始频繁起来,与霾形成有关的各类污染物也逐渐进入人们的视野。若追溯霾的幕后“推手”,VOCs——挥发性有机物难逃其责。
 
VOCs是造成我国区域大气复合污染的罪魁祸首之一。由于其形成广泛、影响较大,近年来已成为科学家重点关注的对象。或许公众对于它还有些陌生,但是提到另外两名“同党”——细小颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3),你肯定特别熟悉。VOCs不仅本身具有较强毒性,而且还是PM2.5和O3形成的重要前提物和参与物,可谓隐身于它们背后的“杀手”。
 
组成区域大气复合污染的重要前体物
 
VOCs不仅是一次污染源,而且还能够造成光化学烟雾等二次污染。环境中的VOCs是光化学反应的前体。在有太阳光(主要是紫外光部分)照射时,VOCs与空气中氮氧化物及其他悬浮化学物质发生一系列化学反应,主要生成臭氧、过氧硝基酞(PAN)、醛类等,形成光化学烟雾。某些二次有机物由于其较低的蒸汽压,可通过成核作用、凝结、气粒分配等过程形成二次有机气溶胶(SOA),而二次有机气溶胶是PM2.5的重要组成。研究表明,有机物在PM2.5中的比重占到50%至70%,这其中相当一部分的PM2.5就是由VOCs光化学反应转化而成。



 
既做原料又做“燃料” 促进霾形成
 
PM2.5源解析可以发现,其中有很大一部分是二次生成的细颗粒物,它们来自人为排放的二氧化硫、氮氧化物、VOCs等,这些物质在大气中通过光化学反应,或者纯粹大气的化学反应,便生成二次细颗粒物。


 
参与光化学反应 与臭氧“共进退”
 
近年来,尽管我国大气污染物中二氧化硫、氮氧化物呈下降趋势,但是夏季臭氧浓度却在增加。
 
在2016年全国环境空气质量六项监测指标中,O3是唯一一个不降反升的污染物,而VOCs排放与之有着千丝万缕的联系。



 
由于VOCs等人为污染物排放的增加,近一个多世纪以来,近地面臭氧浓度在全球呈上升趋势。
 
臭氧是二次污染物的指标,空气中的VOCs和氮氧化物等在紫外光照射和高温条件下会发生光化学链式反应,产生臭氧等具有刺激性和毒性的氧化剂。
 
对我们榆中县而言,每到了供暖的季节,空气质量就会直线下降。燃煤带给我们温暖,也释放出大量VOCs。最让人惊恐的是,即使是轻度污染,空气里却没有丁点异味,也没有丝毫令人难受的感觉。空气污染,就这样害人于无形。
 
构成太复杂 监测难度大
 
在我国,人为排放的VOCs远高于自然源,固定源燃烧、道路交通、溶剂产品使用和工业过程都会排放VOCs。另一方面,VOCs的组成复杂,物理和化学性质差异大。

 
“VOCs并不是一种物质,而是一大类化合物的总称,它在大气中实际包含了成千上万种微量有机挥发物。”

 
——中国工程院院士 唐孝炎
 
面对这样的现状,我们何去何从
 
上海市已经探索了VOCs在线监测技术和体系,应用了在线色谱、质谱、光谱和传感器等主流方法,初步建立大气污染监管新模式。
 
束手就擒从来都不是大气人的风格。面对严峻的环境问题,只有知难而进,勇于改变现状,才能给地球的未来一个更好的承诺。
 
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