1.什么是VOCs？

VOCs是揮發(fā)性有機(jī)物英文名“Volatile Organic Compounds”的縮寫，有時(shí)也稱VOC，此時(shí)專指一種VOC，或者表示揮發(fā)性有機(jī)物這樣一個(gè)集合概念。無論是中文的“揮發(fā)性有機(jī)物”還是英文的“Volatile Organic Compounds”均比較長，因此習(xí)慣上常用“VOCs”或者“VOC”來簡稱。

不同的機(jī)構(gòu)和組織出于不同的管理、控制或研究需要，對VOCs的定義不盡相同，目前尚沒有統(tǒng)一、公認(rèn)的定義。美國ASTM d3960-98標(biāo)準(zhǔn)將VOC定義為任何能參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物。美國國家環(huán)保局（EPA）對VOCs的定義為：揮發(fā)性有機(jī)化合物是除一氧化碳、二氧化碳、碳酸、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外，任何參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物。世界衛(wèi)生組織（WHO，1989）對總揮發(fā)性有機(jī)化合物（Total Volatile Organic Compounds，TVOC）的定義為：熔點(diǎn)低于室溫而沸點(diǎn)為50~260℃的揮發(fā)性有機(jī)化合物的總稱。我國《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 18883-2002）中對總揮發(fā)性有機(jī)化合物（TVOC）的定義為：利用Tenax GC和Tenax TA采樣，采用非極性色譜柱（極性指數(shù)小于10）進(jìn)行分析，保留時(shí)間在正己烷和正十六烷之間的揮發(fā)性有機(jī)化合物的總稱。

空氣中存在的有機(jī)物不僅僅是VOCs。有些有機(jī)物在常溫下可以在氣態(tài)和顆粒物中同時(shí)存在，而且隨著溫度變化在兩相中的比例會(huì)發(fā)生變化，這類有機(jī)物叫做半揮發(fā)性有機(jī)物，簡稱SVOCs。還有些有機(jī)物在常溫下只存在于顆粒物中，它們屬于不揮發(fā)性有機(jī)物，簡稱NVOCs。無論是VOCs、SVOCs還是NVOCs，在大氣中都參與大氣化學(xué)和物理過程，一部分可直接危害人體健康，它們帶來的環(huán)境效應(yīng)包括影響空氣質(zhì)量、影響氣候等。

按揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）的化學(xué)結(jié)構(gòu)，可將其進(jìn)一步分為8類：烷烴類、芳香烴類、烯烴類、鹵代烴類、酯類、醛類、酮類和其他化合物。從環(huán)保意義上講，主要指化學(xué)性質(zhì)活潑的那一類揮發(fā)性有機(jī)物。常見的VOCs有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二異氰酸酯（TDI）、二異氰甲苯酯等。

VOCs最典型的共有特性是具有揮發(fā)性。許多VOCs具有易于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的特性（反應(yīng)性）。VOCs在空氣中可發(fā)生很多種化學(xué)反應(yīng)，目前知道的最重要的幾種反應(yīng)類型包括：①VOCs與羥基自由基的反應(yīng)，被氧化成有機(jī)自由基，然后進(jìn)一步分解、反應(yīng)；②部分含雙鍵的VOCs（如烯烴、二烯烴等）與臭氧發(fā)生反應(yīng)形成雙自由基，再進(jìn)一步分解、反應(yīng)；③少數(shù)含氧有機(jī)物，如甲醛、丙酮等醛酮類VOCs，可以直接被光分解，形成自由基，從而引發(fā)更多反應(yīng)。此外，一部分VOCs還具有毒性，對人體健康有害，如苯、甲苯等。

大多數(shù)VOCs的氣味并不明顯，但有一些VOCs，如醇、醛、酮類、芳香烴類、含硫化合物等濃度達(dá)到一定程度會(huì)有較明顯的令人喜歡或厭惡的氣味。

日常食用的食醋中含有醋酸（學(xué)名乙酸），可揮發(fā)進(jìn)入空氣，屬于含氧的VOCs（簡稱OVOCs）。酒類飲品都含有酒精（學(xué)名乙醇），屬于揮發(fā)性較強(qiáng)的醇類，當(dāng)然也屬于VOCs，是一種OVOC。香水中含有各種各樣的植物提煉或化學(xué)合成的芳香性化合物、精油類物質(zhì)等，其中有許多屬于VOCs，例如芳香醛、芳香酯等。此外香水中的助溶劑通常是乙醇等VOCs。一些水果（如檸檬、橙子等）和日用清洗劑中含有烯，也是具有香味的VOCs。家庭裝修和家具等釋放的室內(nèi)室氣污染物，如甲醛、苯、甲苯等都屬于VOCs。

VOCs種類繁多，有些基本沒有毒性，因此對人體及動(dòng)物基本無害。但有些如甲醛、芳香烴特別是多環(huán)芳烴、二噁英類等具有較強(qiáng)的致癌、致畸、致突變等生物毒性，一些鹵代烴和含氮氧化合物等也具有毒性，對人體健康有顯著的毒害作用。植物本身是可以產(chǎn)生并排放一些VOCs的，人為排放的VOCs對植物的毒害在通常情況下應(yīng)該也是微不足道的。但是，VOCs經(jīng)大氣光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的一些污染物，例如臭氧和過氧乙酰硝酸等一些氧化性較強(qiáng)的氣態(tài)污染物，不但能危害人體健康，而且可傷害植物，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致其死亡。

空氣中的VOCs和氮氧化物等氣體在紫外光照射和高溫條件下，會(huì)發(fā)生快速的光化學(xué)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，產(chǎn)生包括臭氧和過氧乙酰硝酸酯等具有刺激性和毒性的氧化劑、醛酮類含氧有機(jī)物以及細(xì)顆粒物。在一些污染的城市、工業(yè)區(qū)及鄉(xiāng)村地區(qū)，由于VOCs及氮氧化物濃度均較高，在陽光充足的溫暖季節(jié)，近地面臭氧濃度會(huì)在太陽升起后快速升高，在不利的情況下，午后臭氧濃度可能會(huì)不同程度地超出空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值。生成的臭氧濃度高低取決于VOCs和氮氧化物濃度及兩者的比值，但在多數(shù)污染區(qū)域，由于氮氧化物比較充足，VOCs濃度越高臭氧達(dá)到的濃度也越高。

在VOCs濃度不太高的地區(qū)，地面臭氧濃度也能達(dá)到一定的水平。這是因?yàn)椋廴練鈭F(tuán)的水平輸送可以將臭氧帶到清潔地區(qū)。另外，對流層的臭氧還具有天然來源，也就是平流層臭氧的向下輸送，然后在一些下沉氣流驅(qū)動(dòng)下，向地表輸送。根據(jù)VOCs等污染物的排放以及輸送過程的變化，近地面臭氧濃度會(huì)呈現(xiàn)出一定的季節(jié)性變化特征。由于VOCs等人為污染物排放的增加，近一個(gè)多世紀(jì)以來近地面臭氧濃度在許多地區(qū)呈上升趨勢。

霾是指空氣中的大量極細(xì)微的塵粒子均勻地浮游在空中，使空氣渾濁、視野模糊并導(dǎo)致水平能見度小于10km的自然天氣現(xiàn)象。霾污染主要源于人為活動(dòng)，罪魁禍?zhǔn)资羌?xì)顆粒物（PM2.5）。這些細(xì)顆粒物的化學(xué)組成包括硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、黑碳、有機(jī)化合物等，少數(shù)來自污染源的直接排放，多數(shù)來自二氧化硫、氮氧化物和VOCs等的大氣光化學(xué)轉(zhuǎn)化。PM2.5中有機(jī)物通常占相當(dāng)高的比重，這些有機(jī)物一部分排放后直接形成顆粒或氣溶膠，還有一部分是VOCs的大氣化學(xué)轉(zhuǎn)化產(chǎn)物。許多VOCs經(jīng)過大氣化學(xué)反應(yīng)之后被轉(zhuǎn)化為不揮發(fā)或半揮發(fā)性有機(jī)物，成為二次有機(jī)氣溶膠（簡稱SOA）。此外，VOCs作為大氣化學(xué)反應(yīng)的“燃料”，通過形成臭氧等增加了大氣氧化性，對于二氧化硫、氮氧化物等污染氣體轉(zhuǎn)化形成硫酸鹽和硝酸鹽氣溶膠起重要作用，從而也促進(jìn)了霾的形成。可見VOCs也是導(dǎo)致霾形成的重要原因，對霾污染形成具有直接和間接的作用。