【科普】VOCs与其它污染物的关系
环保管家
了解环保
2021-10-29
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空气中的VOCs和氮氧化物等气体在的紫外光照射和高温条件下，会发生快速的光化学链式反应，产生包括臭氧和过氧乙酰硝酸酯等具有刺激性和毒性的氧化剂、醛酮类含氧有机物以及细颗粒物。在一些污染的城市、工业区及乡村地区，由于VOCs及氮氧化物浓度均较高，在阳光充足的温暖季节，近地面臭氧浓度会在太阳升起后快速升高，在不利的情况下，午后臭氧浓度可能不同程度地超出空气质量标准限值。生成的臭氧浓度高低取决于VOCs和氮氧化物浓度及两者的比值，但在多数污染区域，由于氮氧化物比较充足，VOCs浓度越高臭氧达到的浓度也越高。在VOCs浓度不太高的地区，地面臭氧浓度也能达到一定的水平。这是因为，污染气团的水平输送可以将臭氧带到清洁地区。另外，对流层的臭氧还具有天然来源，也就是平流层臭氧的向下输送，在由一些下沉气流驱动下，向地表输送。根据VOCs等污染物的排放以及输送过程的变化，近地面臭氧浓度会呈现出一定的季节性变化特征。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许多地区呈上升趋势。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。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。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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