
自实施《打赢蓝天保卫战三年行动计划》以来,臭氧污染是继细颗粒物污染外另一主要污染因子,甚至成为我国部分城市空气质量超标的主要因素,挥发性有机物则是上述两种污染的主要前体物之一,因此开展VOCs治理工作至关重要,事关持续打赢蓝天保卫战的战果,同时臭氧污染也会对人们的身体健康产生一定危害,因为部分挥发性有机物具有特殊气味且具有一定的刺激性、腐蚀性,可能会使人的身体出现丘疹、瘙痒等症状,甚至会对人体有致癌作用[1]。可见,VOCs对环境空气质量以及人们的健康都有着不同程度的影响,需要探究其来源危害、存在的问题以及治理技术。
1 挥发性有机物(VOCs)的主要来源和危害
我国VOCs的主要来源分别是城市地区的来源(包括车辆排放、工业源等)、自然源以及生活源。城市地区的VOCs主要来自机动车、表面涂装等工业生产、油品挥发等等。自然源包括植物释放、海洋藻类和部分生物、人的呼吸等。生活源包括秸秆焚烧、生活垃圾、建筑材料[2]、室内装修、干洗店利用干洗剂以及餐饮油烟等产生的。
VOCs种类较多,其中部分多环芳烃、二噁英以及一些卤代烃等,人体长期处于涉及这些种类VOCs工作环境中对健康危害较大,严重的可能对人体有致癌作用[3]。其次,当空气中VOCs等浓度偏高时,在高温及强光条件下,会使空气中臭氧等污染物浓度快速升高,降低大气环境质量,同时VOCs中的部分卤代物长期在大气中积累,会对臭氧层造成破坏[4,7]。
2 VOCs治理过程中存在的问题
2.1治理技术有待进一步改善
现阶段我国针对挥发性有机物的治理途径主要还是以吸收吸附、生物、冷凝等方式为主,但随着技术的不断改进和研发,例如电化学、膜分离等等相继出现。不同的治理技术处理效率不一,且在形式和结构上的差异,加上单一化的治理和净化方式已经无法达到最好的治理效果,想要更好地对其加以治理,就必须采取综合、有效的治理技术,例如涂料油墨行业,采用除尘+吸附+燃烧组合技术等[5]。
2.2企业管理制度需要进一步完善
工业企业在环保方面,更多的考虑是投入成本,却未能更好的结合企业自身排放的挥发性有机物组分、浓度等特征来考虑选择适合的治理措施以及后期资金投入等问题。同时企业普遍存在运营管理台账不健全,如未能系统梳理VOCs排放主要环节和工艺,未能完善记录企业生产和治污设施运行的有关参数等等。还有部分企业采用活性炭吸附工艺,但长期不更换吸附材料等等。
2.3缺少规范且有效的污染监测方法
目前我国的VOCs监测系统仍处于相对薄弱的状态,存在对污染问题的监测预警和技术不完善等问题。大部分涉VOCs的企业没有配备对应的污染物排放监管系统,同时没有建立相对科学、精准的排放检测方法,以致不利于进行对治理排放效果的评估[6,8,9]。
3 VOCs防治技术
3.1 VOCs销毁技术
一是催化燃烧法,是将VOCs置于低温环境下,在其燃烧的过程中可以加入一些催化剂,从而确保得到充分的燃烧,从而提高VOCs的氧化分解效率,可以达到相对较好的处理效果。该燃烧法具有适用范围广、净化效率高,有机废气被彻底氧化分解等多种优势,但同时也存在不足之处,就是工艺条件要求严格:废气中不能含有尘粒以及导致催化剂中毒的物质,该工艺主要适用于有机化工、涂料等行业排放的浓度低、成分多且无回收价值的废气[10]。
二是高温燃烧法,常用于浓度高且难以回收的有机废气治理。例如蓄热催化燃烧法,具有能效比高、简化系统控制等优势,适用于石油化工、橡胶制造、涂料制造等行业产生的有机废气[11,12]。
三是生物处理技术,该技术是目前大气污染控制技术领域的研究热点,主要是利用微生物的自身代谢来对挥发性有机物进行有效分解[13-15],该过程不会出现二次污染,常用的有生物过滤、生物洗涤和生物滴滤法三种工艺,适用于低浓度VOCs和恶臭异味的治理[16]。
3.2 VOCs回收技术
现阶段,通过对VOCs回收不但可以有效降低其排放量,同时提高了资源利用率,具有一定经济、生态环境价值[17]。其回收技术主要包括冷凝回收、吸附回收以及溶剂吸收。其中,冷凝回收技术是相对常用的一种回收技术,即在相对低温的环境下,使挥发性有机物凝结,不同的VOCs浓度回收效率不同,且其中存在一定问题,如设备的要求高、回收流程繁琐及成本高等,因此,需要结合实际的需要采取特定的方式,才能提高挥发性有机物的处理效率,降低处理成本[18]。吸附回收技术也是相对有效的治理技术,需要借助吸附剂将VOCs的成分进行分离,从而起到对其中的污染物进行防治的效果。但该方式并不适用于浓度较高的挥发性有机物治理[19]。最后,溶剂吸收是采用低挥发或不挥发性溶剂对VOCs进行吸收,通过物理性质的差异分离,处理效果主要取决于吸收剂的吸收性能以及吸收设备的结构特征,具有技术成熟、适用性强,初期投入费用低、易于自动化控制、去除效率稳定等优势,不足之处是易出现二次污染等问题[20]。
4 结论
综上所述,VOCs作为形成臭氧污染等的重要前体物,强化对VOCs治理则是解决臭氧污染的有效措施,同时是帮助企业提高成本效益的重要举措,也可以减少对人们身体健康的影响。“十四五”期间,相关部门要对挥发性有机物的治理问题高度重视,对治理技术进行不断地创新和完善,最终采取最科学、有效的治理措施,有效改善大气环境质量。
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