VOCs废气来源、危害及处理技术研究
摘要：VOCs废气是一种对人体和环境构成严重危害的污染性气体，随着社会经济的不断发展，VOCs废气排放量不断增加，其危害也日益凸显。低浓度的VOCs废气会使人體产生不适，高浓度VOCs废气则会致人死亡，并对大气造成严重污染。基于此，本文就VOCs废气来源、危害进行讨论，并对其主要的处理技术进行了研究，以期为VOCs废气治理提供借鉴和参考。
关键词：VOCs废气；环境污染；废气处理
中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号： 2095-672X（2018）03-0097-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.055
Abstract： VOCs exhaust gas is a kind of polluting gas which poses a serious hazard to the human body and the environment. With the continuous development of society and economy， VOCs exhaust emissions have been increasing continuously， and their harmfulness has become increasingly apparent. Low concentrations of VOCs exhaust gas can cause discomfort to the human body， and high concentrations of VOCs exhaust gas can cause death and cause serious pollution to the atmosphere. Based on this， this paper discusses the sources and hazards of VOCs， and studies the main treatment technologies to provide references for VOCs emission control.
Key words： VOCs waste gas；Environmental pollution； Waste gas treatment
近年来，环境污染问题日趋严重，严重困扰着社会经济的发展，同时也对人们的身体健康构成巨大威胁。其中，大气污染是当前亟待解决的重要环境污染问题，而VOCs废气作为众多污染物中危害较大、治理较难的废气，引起了政府和社会的普遍关注。
1 VOCs废气的来源
VOCs（volatile organic compounds）是指挥发性有机物，即常温下饱和蒸汽压大于133.32 Pa、常压下沸点在50～260℃之间的有机化合物，或在常温常压下任何能挥发的有机固体或液体。VOCs废气的排放源多种多样，既有自然源，也有人为源。其中，自然源包括植被排放、野生动物排放、森林火灾以及湿地厌氧过程等，人为源则主要包括了工业源、生活源以及移动源。
VOCs废气是自然界中分布范围较广的废气，人类活动无疑是VOCs废气排放最重要的源头。在日常生活中，厨房油烟、建筑装潢、秸秆焚烧等都能够产生和释放一定量的VOCs废气；汽车、飞机和轮船发动机运行过程中也会排放一定量的VOCs废气；工业生产过程中，石油冶炼、化工化学等行业生产都会产生大量VOCs废气，对局部环境造成较大危害[1]。
2 VOCs废气的危害
VOCs废气含有大量挥发性有机化合物，包括酸类、醛类、烃类、酮类以及氨类等，对人体和环境的危害非常大。其中，工业生产中释放的VOCs废气危害性最大，具体的表现如下：
VOCs废气如果含有较高的苯蒸气浓度，能够产生直接引发人体致死性的急性中毒；VOCs废气中的多环芳烃有机物、有机氮化合物、芳香胺类化合物等致癌率都非常高；VOCs废气中的苯酸类有机物进入人体后会直接导致细胞中的蛋白质凝固或者变形，使人体产生不良反应。部分VOCs废气还含有腈类化合物和硝基苯，可直接入侵人体神经系统和呼吸系统，导致人体呼吸困难、窒息以及神经系统障碍，最终致人死亡。
除对人体构成损害之外，部分VOCs废气排放入大气后，会对臭氧层造成破坏，加剧温室效应，引发全球性气候灾害[2]。
3 VOCs废气的处理技术
3.1 传统处理技术
目前，吸附法是应用较为广泛的传统处理技术之一。吸附法的原理就是利用各种固体的吸附剂，如活性炭、分子筛以及碳纤维等对生成的废气进行处理，将废气中的污染物吸附和净化之后再排放到大气中。吸附法的优点是成本较低、应用范围广且净化效率比较高。针对于风量比较大、浓度较低且温度不高的有机废气，吸附法的效果更加明显。
燃烧法也是比较常用的传统处理技术。燃烧法就是直接通过燃烧的方式将废气中的污染物转化成二氧化碳和水，具体可分为直接燃烧、热力燃烧和催化燃烧三种。其中，直接燃烧就是在高温下直接燃烧VOCs废气，通常适用于高浓度有机废气以及热值较高的气体；热力燃烧是通过添加天然气等辅助燃料的方式，对低浓度有机废气进行处理；催化燃烧技术就是通过催化剂的作用，在有机气体的燃烧过程中完成氧化作用，将有害气体分解为无害气体，并释放热量。目前催化燃烧技术已经非常成熟，可在不需要热源的情况下完成对VOCs废气的处理。
3.2 新型处理技术
3.2.1 生物法
生物法，就是利用微生物对废气中的有机污染物等物质进行降解，生成无害或低害的物质。VOCs废气含有的化合物虽然对人体和环境有害，但是这些污染物属于能源和碳源，能够为一些微生物提供必要的生命资源。
而利用培养和驯化后的微生物，可以将这些污染物转化为无机物，从而达到净化废气的目的。生物法处理VOCs废气，具有效果显著、无二次污染等特点，在欧美等发达国家应用非常广泛，技术也比较成熟[3]。
3.2.2 光催化氧化法
光催化氧化法处理VOCs废气，是目前比较新型的技术之一。所谓光催化氧化法，就是在光的作用下发生化学反应，将废气中的有害物质转化为无害的化合物，降低VOCs废气的污染性。光催化氧化法的提出时间较早，但主要应用于废水的处理，在废气处理方面的应用时间并不长。目前，该领域的许多专家和学者正在积极开展光催化氧化法的应用实践和研究，初步研究结果显示，在选取合适催化剂的情况下，光催化氧化法对VOCs废气中污染物的去除率能够达到70%～80%，效果非常显著。
3.2.3 低温等离子体技术
低温等离子体技术的基本原理就是采用电晕放電、射频放电等技术方式，在常温常压环境下获得大量的高能电子及活性粒子，在高能电子和活性粒子的作用下，将VOCs废气中的有毒、有害化合物转化为无害或者低害的水、氮气和二氧化碳等。低温等离子体技术是近年来提出和应用的新型VOCs废气处理技术，其凭借工艺简单、能耗低等特点，成为极具推广潜力和应用价值的前沿技术[4]。
4 结语
与传统处理技术相比，新型处理技术在VOCs废气处理上效率更高，能耗更小，因此，在VOCs废气处理上应加强对新型处理技术的关注和重视，积极普及和推广新型处理技术，减小VOCs废气对环境的污染和危害。
参考文献
[1]颜清壤.生物处理技术在VOCs废气处理过程中的研究与分析[J].环境与发展，2017，（09）：44-46.
[2]梁凯，崔亚军，崔久涛，等.催化燃烧技术处理石油化工企业含VOCs废气的工艺研究[J].当代化工，2017，（4）：77-79.
[3]徐波.吸收法在治理合成革有机废气中的应用研究[J].资源节约与环保，2016，（02）：16-17.
[4]王纪超，闫亚丽.含氮氧化物废气治理方法概述[J].工业技术创新，2015，（03）：46-47.
收稿日期：2018-01-30
作者简介：卢娟丽（1990-），女，大专，助理工程师，研究方向为环保。
关键词：VOCs废气；环境污染；废气处理
中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号： 2095-672X（2018）03-0097-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.055
Abstract： VOCs exhaust gas is a kind of polluting gas which poses a serious hazard to the human body and the environment. With the continuous development of society and economy， VOCs exhaust emissions have been increasing continuously， and their harmfulness has become increasingly apparent. Low concentrations of VOCs exhaust gas can cause discomfort to the human body， and high concentrations of VOCs exhaust gas can cause death and cause serious pollution to the atmosphere. Based on this， this paper discusses the sources and hazards of VOCs， and studies the main treatment technologies to provide references for VOCs emission control.
Key words： VOCs waste gas；Environmental pollution； Waste gas treatment
近年来，环境污染问题日趋严重，严重困扰着社会经济的发展，同时也对人们的身体健康构成巨大威胁。其中，大气污染是当前亟待解决的重要环境污染问题，而VOCs废气作为众多污染物中危害较大、治理较难的废气，引起了政府和社会的普遍关注。
1 VOCs废气的来源
VOCs（volatile organic compounds）是指挥发性有机物，即常温下饱和蒸汽压大于133.32 Pa、常压下沸点在50～260℃之间的有机化合物，或在常温常压下任何能挥发的有机固体或液体。VOCs废气的排放源多种多样，既有自然源，也有人为源。其中，自然源包括植被排放、野生动物排放、森林火灾以及湿地厌氧过程等，人为源则主要包括了工业源、生活源以及移动源。
VOCs废气是自然界中分布范围较广的废气，人类活动无疑是VOCs废气排放最重要的源头。在日常生活中，厨房油烟、建筑装潢、秸秆焚烧等都能够产生和释放一定量的VOCs废气；汽车、飞机和轮船发动机运行过程中也会排放一定量的VOCs废气；工业生产过程中，石油冶炼、化工化学等行业生产都会产生大量VOCs废气，对局部环境造成较大危害[1]。
2 VOCs废气的危害
VOCs废气含有大量挥发性有机化合物，包括酸类、醛类、烃类、酮类以及氨类等，对人体和环境的危害非常大。其中，工业生产中释放的VOCs废气危害性最大，具体的表现如下：
VOCs废气如果含有较高的苯蒸气浓度，能够产生直接引发人体致死性的急性中毒；VOCs废气中的多环芳烃有机物、有机氮化合物、芳香胺类化合物等致癌率都非常高；VOCs废气中的苯酸类有机物进入人体后会直接导致细胞中的蛋白质凝固或者变形，使人体产生不良反应。部分VOCs废气还含有腈类化合物和硝基苯，可直接入侵人体神经系统和呼吸系统，导致人体呼吸困难、窒息以及神经系统障碍，最终致人死亡。
除对人体构成损害之外，部分VOCs废气排放入大气后，会对臭氧层造成破坏，加剧温室效应，引发全球性气候灾害[2]。
3 VOCs废气的处理技术
3.1 传统处理技术
目前，吸附法是应用较为广泛的传统处理技术之一。吸附法的原理就是利用各种固体的吸附剂，如活性炭、分子筛以及碳纤维等对生成的废气进行处理，将废气中的污染物吸附和净化之后再排放到大气中。吸附法的优点是成本较低、应用范围广且净化效率比较高。针对于风量比较大、浓度较低且温度不高的有机废气，吸附法的效果更加明显。
燃烧法也是比较常用的传统处理技术。燃烧法就是直接通过燃烧的方式将废气中的污染物转化成二氧化碳和水，具体可分为直接燃烧、热力燃烧和催化燃烧三种。其中，直接燃烧就是在高温下直接燃烧VOCs废气，通常适用于高浓度有机废气以及热值较高的气体；热力燃烧是通过添加天然气等辅助燃料的方式，对低浓度有机废气进行处理；催化燃烧技术就是通过催化剂的作用，在有机气体的燃烧过程中完成氧化作用，将有害气体分解为无害气体，并释放热量。目前催化燃烧技术已经非常成熟，可在不需要热源的情况下完成对VOCs废气的处理。
3.2 新型处理技术
3.2.1 生物法
生物法，就是利用微生物对废气中的有机污染物等物质进行降解，生成无害或低害的物质。VOCs废气含有的化合物虽然对人体和环境有害，但是这些污染物属于能源和碳源，能够为一些微生物提供必要的生命资源。
而利用培养和驯化后的微生物，可以将这些污染物转化为无机物，从而达到净化废气的目的。生物法处理VOCs废气，具有效果显著、无二次污染等特点，在欧美等发达国家应用非常广泛，技术也比较成熟[3]。
3.2.2 光催化氧化法
光催化氧化法处理VOCs废气，是目前比较新型的技术之一。所谓光催化氧化法，就是在光的作用下发生化学反应，将废气中的有害物质转化为无害的化合物，降低VOCs废气的污染性。光催化氧化法的提出时间较早，但主要应用于废水的处理，在废气处理方面的应用时间并不长。目前，该领域的许多专家和学者正在积极开展光催化氧化法的应用实践和研究，初步研究结果显示，在选取合适催化剂的情况下，光催化氧化法对VOCs废气中污染物的去除率能够达到70%～80%，效果非常显著。
3.2.3 低温等离子体技术
低温等离子体技术的基本原理就是采用电晕放電、射频放电等技术方式，在常温常压环境下获得大量的高能电子及活性粒子，在高能电子和活性粒子的作用下，将VOCs废气中的有毒、有害化合物转化为无害或者低害的水、氮气和二氧化碳等。低温等离子体技术是近年来提出和应用的新型VOCs废气处理技术，其凭借工艺简单、能耗低等特点，成为极具推广潜力和应用价值的前沿技术[4]。
4 结语
与传统处理技术相比，新型处理技术在VOCs废气处理上效率更高，能耗更小，因此，在VOCs废气处理上应加强对新型处理技术的关注和重视，积极普及和推广新型处理技术，减小VOCs废气对环境的污染和危害。
参考文献
[1]颜清壤.生物处理技术在VOCs废气处理过程中的研究与分析[J].环境与发展，2017，（09）：44-46.
[2]梁凯，崔亚军，崔久涛，等.催化燃烧技术处理石油化工企业含VOCs废气的工艺研究[J].当代化工，2017，（4）：77-79.
[3]徐波.吸收法在治理合成革有机废气中的应用研究[J].资源节约与环保，2016，（02）：16-17.
[4]王纪超，闫亚丽.含氮氧化物废气治理方法概述[J].工业技术创新，2015，（03）：46-47.
收稿日期：2018-01-30
作者简介：卢娟丽（1990-），女，大专，助理工程师，研究方向为环保。
