中国石油石化行业科普期刊

雾霾和臭氧污染的产生

空气污染包括很多形态,雾霾就是其中的一种。当雾霾天气出现时,也就表明大气当中的颗粒物浓度高了。产生雾霾的重要原因就是PM2.5,也就是直径不大于2.5微米的颗粒物,它还不到人体头发丝粗细的1/20,又称为可入肺颗粒物。人们用PM2.5值表示每立方米空气中这种颗粒的含量,该值越高,就代表空气污染越严重。PM2.5可进入人体的血液中,参与全身的循环,对人体健康产生非常严重的影响。研究人员发现,我国石化行业排放的挥发性有机化合物(VOCs),对区域环境PM2.5的贡献率可达到20%左右。大气当中还存在很多肉眼看不到的物质,如氮氧化物、二氧化硫、铵盐等,它们遇到VOCs会发生化学反应,生成人们能够看到的气溶胶,它是雾霾天气的“帮凶”。

VOCs(挥发性有机化合物),指常温下饱和蒸气压大于70.91帕、标准大气压101.3千帕下沸点在50~<260℃且初馏点(指油品在馏程测定时,第一滴冷凝液从冷凝器的末端落下瞬间所记录的温度)不大于250℃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按其化学结构,可以进一步分为烷烃类、芳香烃类、酯类、醛类和其他。目前,已鉴定出的有300多种。最常见的有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二异氰酸甲苯酯等。

再说说另一种污染——臭氧(O3)。其实,低浓度的臭氧对健康是有一定好处的,雷阵雨之后空气里能闻到一股清新的气味,这便是臭氧。当臭氧平均浓度超过160微克/米3时,才会对人体产生影响,这样也就形成了臭氧污染。在一些出现污染的城市、工业区及乡村地区,大气中常会存在很多人们无法看到的VOCs及氮氧化物,它们在阳光照射下会发生光化学反应,臭氧就这样产生了。在阳光充足的温暖季节,近地面的臭氧浓度会在太阳升起后快速升高,如果VOCs及氮氧化物的量又很大,那么午后的臭氧浓度很可能会超出空气质量的标准限值。夏季的大气中常常含有较高浓度的VOCs及氮氧化物,这也使得臭氧成了影响夏季空气质量的首要污染物。

VOCs和氮氧化物不只是臭氧的前体物,还是PM2.5的前体物。只有把VOCs和氮氧化物控制住,才可能减少臭氧和PM2.5污染的形成。石油化学工业所排放的VOCs不容忽视,必须想办法控制,基本思路就是源头削减、过程控制和末端治理。

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