李凌洋

（重庆市长寿区生态环境监测站，重庆 401220）

挥发性有机物主要存在于大气中，是形成雾霾和PM2.5的主要物质之一，对环境有着很严重的影响。同时挥发性有机物还会破坏臭氧层，并产生光化学烟雾，在不知不觉中危害着人类的身心健康。随着我国现代化工业的发展，企业在生产过程中产生了大量的烃类、醛类等挥发性有机物，若不经过有效地防污染处理就排放到大气当中，就会造成严重的大气污染。挥发性有机物的种类非常多，而且不同行业排放的物质也有较大差别，所以在治理技术方面也都各自存在着优缺点，但往往由于操作成本的制约，各行各业挥发性有机物的治理效果并没有达到标准[1]。而且目前仍有很多人对挥发性有机物了解甚少，缺乏治理防范意识，因此本文针对此现象，简要介绍了挥发性有机物的定义、来源及危害，并对目前国内学者的研究现状进行了综述，旨在为相关从业人员了解更多挥发性有机物治理技术，并研究出更先进的挥发性有机物治理技术提供一些借鉴。

1 挥发性有机物定义、来源和危害

1.1 挥发性有机物的定义

根据世界卫生组织（WHO）的定义，挥发性有机物就是沸点以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物。具有挥发性的有机化合物在常温下的饱和蒸汽压大于71 Pa，常压下沸点在260 ℃以下的有机化合物；常温沸点下低于100 ℃或者25 ℃时饱和蒸汽压大于133 Pa的有机化合物也被称为挥发性有机物。

1.2 挥发性有机物的来源

挥发性有机物主要来源于天然源和人为源两种，其中在自然环境中，我国部分植物在生长过程中会产生挥发性有机物，还会伴随着一些自然灾害出现，这些都是无法避免的；而人为源主要来自于人类的生产生活，挥发性有机物产生于石油化工、包装印刷、造纸、制革、涂料装饰等行业，包含了各种烃类、醇类、醛类等有机物。挥发性有机物还经常出现在人们的日常生活当中，比如刚装修房间内的油漆、涂料等都会释放出一定量的有毒气体，因此刚装修的房子不能马上入住，需要采用一定的废气处理方法降低室内挥发性有机物浓度并达到国家标准，才不会对人体健康造成危害。根据专业人士的估算，每年全球天然源挥发性有机物的排放量约为11.5亿吨碳，远远大于人为源排放量[2]。近年来随着我国现代化工业的不断发展，人为源挥发性有机物的排放量逐年上升，因此人们要加大对挥发性有机物的防治和处理，以减少其对人类健康的危害和对自然环境的污染。

1.3 挥发性有机物的危害

大部分挥发性有机物都具有致癌性，如人们所熟知的甲醛，是一种室内油漆涂料的组成成分，装修完后会释放出甲醛气体，这种气体被人们吸入到身体中就会损害人体的多种器官，并可能会诱发癌变。在人们日常居住的房子当中或多或少都会存在一定含量的挥发性有机物，若是处理不当就会严重危害人们的身心健康。挥发性有机物的浓度较低，不易被人们发现，而且还会造成人类内分泌系统紊乱以及导致与造血系统的相关的疾病。

2 挥发性有机物治理技术发展现状

2.1 挥发性有机物无组织排放情况严重

随着我国现代化工业的不断发展，化工企业也得到了较大的发展，但是部分企业处理生产废气时未按照国家标准的要求，在装料、装卸、储存以及生产过程中都出现了大量的无组织排放现象，这些废料、废气直接排放到大自然中对环境造成了较大的污染，同时也危害着人类的生命健康安全。即使国家和地方政府出台了对挥发性有机物治理和排放的标准要求，但是部分企业为了降低成本、获得更大利益，对政策视而不见，因此我国目前挥发性有机物的排放量还是较大，企业对其的处理效率较低[3]。

2.2 挥发性有机物治理技术不达标

我国化工行业近年来得到了快速发展，化学制品种类繁多，各种化学反应也使挥发性有机物的类型更加复杂，不同类型和浓度的挥发性有机物需要采用不同的处理方法才能得到有效地去除和回收，但是一些企业的处理条件和技术都没有达到相关规范标准，部分操作人员为了尽快完成任务、降低成本，在处理挥发性有机物时，对相关溶剂或催化剂进行减量而导致反应不充分，这就使得处理后的废气中仍然存在着较多的挥发性有机物，而且未进行进一步处理就排放到环境中，因而造成了对环境的二次污染。

2.3 相关部门运行管理不规范

目前我国制定的有关挥发性有机物治理和排放的法律法规和管理制度还存在缺陷，虽然在一定程度上得到了较大改善，但由于相关人员的管理不规范，企业也对工作抱着应付的态度，导致企业对挥发性有机物治理的管理不严格，使大量有害气体直接排放到空气中。且相关人员对于设施的运行维护管理工作也做得不到位，影响了挥发性有机物处理的效果。随着人们生活水平的不断提高，人们对各种物质都有了较高的要求，而且近年来人们的环境保护意识也有了较大程度的提升，所以加强对挥发性有机物的治理是非常有必要的。

2.4 挥发性有机物种类复杂，治理途径多样化

目前存在于人们生活中的挥发性有机物种类丰富，因此人们也针对不同组成成分的挥发性有机物形成了多样的治理途径，其中主要途径有清洁生产、过程控制和末端治理三种，现有的治理技术主要就是针对末端产生的废气，包括回收技术、销毁技术和组合技术等[4]。

3 挥发性有机物治理技术

3.1 销毁技术

3.1.1 高温焚烧技术

在所有的销毁类技术中，高温焚烧技术操作比较简单，这种技术是通过高温将有机物进行氧化分解，主要针对的是组成成分比较复杂而且浓度比较高的挥发性有机物，其中包含的处理方法有直接焚烧法和多孔介质焚烧法等。直接焚烧法就是将挥发性有机物和燃料、空气等一同送入热炉中进行燃烧，采用该处理方法一般处理的是挥发性有机物组成较复杂、浓度较高且没有可利用价值的物质。多孔介质燃烧法是第三代气体燃烧技术，是利用机器内部组织的热量进行回收的过程，这种处理方式可以节约更多能源，燃烧也更加充分，销毁效果更好。总而言之，高温焚烧技术操作简单，运行比较稳定，所需的能量相对较少，适合处理比较复杂和浓度较高的挥发性有机物，比如生活中出现较多的喷漆、包装材料和绝缘材料等。

3.1.2 催化燃烧技术

催化燃烧技术就是将挥发性有机物进行预热，直到其达到可燃烧的温度，然后再加入一定量的催化剂，使废气在催化剂表面进行氧化分解，以达到净化的目的。目前工业中应用较多的催化剂就是贵金属催化剂、复合物催化剂和非贵金属氧化物催化剂。催化燃烧技术具有较多的优点，比如能耗低、安全性能较高、操作方便，而且催化剂可以进行重复利用，且处理成本比较低，但存在着工艺条件要求严格等缺点，所以在处理的废气中不能含有影响催化剂寿命的物质，否则就会降低催化燃烧的效果。

3.1.3 生物净化技术

生物净化技术就是通过大自然中的微生物对挥发性有机物进行氧化分解和消化代谢等，从而将有害有机物转化成二氧化碳和水等物质。这种技术需要对相应的微生物进行人工培养，而且需求量比较大，但是微生物分解产生的二氧化碳和水又可以作为其生长的能量，因此可以将整个装置进行循环使用，只需要在净化装置中定期增加微生物生长繁殖所需的营养和水等即可。在1930年前后，我国首次将该技术运用到处理硫化氢等恶臭气体当中，如今该技术也被广泛应用于国内外恶臭物质的处理。生物净化技术具有设备操作简单、二次污染小、运行成本低等优点，且微生物环境中的压力、温度、湿度、养分等都很容易得到控制[5]。

3.1.4 低温等离子体技术

低温等离子技术就是通过外加电场的高温高压，利用介质放出的大量高能粒子破坏挥发性有机物的结构，达到有机物降解的效果。低温等离子技术主要有电子束照射法、介质阻挡放电法等，目前我国市场上运用较多的方法主要是介质阻挡放电法。该方法是将介质放入到两个电极之间，通过电极之间释放的高压电流，实现挥发性有机物的电离。同时电介质在使用过程中还可以充当电容器的作用，能够储存部分能量，该方法对去除甲醛具有很好的效果。低温等离子技术具有较多优点，如该技术可以在常温下进行操作，安全性能比较高，而且装置使用比较方便快捷，可以根据周边的环境进行调节；该技术产生的产物不会对环境造成二次伤害，比较环保，同时还可以储存较多的能量，从而可以实现节能；低温等离子技术对很多挥发性有机物的去除效率都较高。

3.1.5 光催化氧化技术

光催化氧化技术在我国应用得比较早，且因其具有反应活性好和处理效率高等特点，所以在我国的应用范围比较广泛。该技术是在光照条件下，通过半导体催化剂氧化分解挥发性有机物分子，实现有机物的分解。光催化氧化技术具有节能、安全和成本较低的特点，而且催化剂的来源广泛，但是该技术目前在我国只适合于处理一些中低浓度的挥发性有机物，原因是在高浓度挥发性有机物环境中会造成催化剂的失活，因此，未来还需要研究出新的稳定性比较好的催化剂，以改进现有技术的缺陷。

3.2 回收技术

3.2.1 吸附技术

一般在生活中经常出现和运用比较多的吸附剂就是活性炭，活性炭也可以运用到吸附挥发性有机物。吸附技术就是先用吸附剂将低浓度的挥发性有机物进行富集，然后再通过高温或者高压解吸的方法进行回收。这种方法操作简单，工艺流程能耗较低，而且去除效果也比较好，但是由于吸附剂的吸附能力有限，因此该方法也只适用于处理中低浓度的挥发性有机物。

3.2.2 吸收技术

吸收技术是利用化学溶剂与挥发性有机物中的不同气体进行反应或者分离，并利用温度、压力等外界条件的变化来改变挥发性有机物的物理性质，即通过固液气三种形态的互相转变，实现挥发性有机物的回收及再利用。该方法目前只适用于处理浓度较低、气体含量较多的有机物，比如对化工厂和炼油厂的油气进行回收。该技术操作简便，二次污染程度较低，并且可以高效降低废气中的有机物，且去除效果较好。

3.2.3 冷凝技术

冷凝技术就是把挥发性有机物中混合的气体进行冷凝分离，并实现回收再利用的效果。由于不同物质的饱和蒸汽压是不同的，因此当温度或者压力条件不同时，不同物质的存在形式也有所不同，所以冷凝技术普遍应用于处理含有水蒸气的废气。该技术具有回收纯度高、工艺简单、操作简便等优点，但是也具有能耗大、对设备要求较高等缺点。

3.2.4 膜分离技术

膜分离技术就是通过人们研发的具有一定孔径大小的膜来实现挥发性有机物中不同物质的分离，由于一定大小的孔径可以阻挡较大的颗粒物质，实现其与气体的分离，而小分子物质经过过滤可以实现纯化和富集，有利于下一步的分离操作。该技术工艺具有流程简单、回收率高、能耗低、成本低等特点，同时产生的物质对环境不会造成二次污染，从而有利于实现对环境的保护。

3.3 组合技术

组合技术就是将以上的技术结合起来实现挥发性有机物的高效处理。由于挥发性有机物中包含了多种多样的物质，成分也比较复杂，单一的处理技术无法实现气体的有效分解和回收，因此可以根据不同废气的组成成分选择合适的组合技术，实现对挥发性有机物的高效处理。通过合理的工艺组合不仅能够提高工艺的处理效率，而且还能够提高废气处理效果，同时还能降低处理成本。在实际生产中对于浓度较高的废气可以先采用吸附法或者冷凝技术来降低废气的浓度和提高纯度，然后再通过光催化氧化等销毁技术有效去除低浓度的挥发性有机物。

4 结语

在现代化工业生产中，运用单一的挥发性有机物处理技术是无法达到国家污染物排放标准的，因此需要企业掌握多种挥发性有机物治理技术，针对不同类型的污染物采取合适的治理方法，这样才能够有效避免对环境造成污染。目前国内的处理技术仍然会产生二次污染，并存在着安全性能较低等问题，因此需要加大力度去研发新技术。

随着我国科学技术的不断发展，单一的挥发性有机物处理方式正在向复合型处理技术转变，这种创新可以弥补原有技术的缺陷，提高挥发性有机物的处理效果，并能在较大程度上改善环境污染现状。但联合治理技术的研发存在投资较大、工艺流程复杂等问题，因而在后期技术研发过程中要不断创新，降低投资和运行成本，以满足大多数企业的需求。