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1.什么是VOCs？

VOCs是揮發性有機物英文名“Volatile Organic Compounds”的縮寫，有時也稱VOC，此時專指一種VOC，或者表示揮發性有機物這樣一個集合概念。無論是中文的“揮發性有機物”還是英文的“Volatile Organic Compounds”均比較長，因此習慣上常用“VOCs”或者“VOC”來簡稱。

不同的機構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，目前尚沒有統一、公認的定義。美國ASTM d3960-98標準將VOC定義為任何能參加大氣光化學反應的有機化合物。美國國家環保局（EPA）對VOCs的定義為：揮發性有機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反應的碳化合物。世界衛生組織（WHO，1989）對總揮發性有機化合物（Total Volatile Organic Compounds，TVOC）的定義為：熔點低于室溫而沸點為50~260℃的揮發性有機化合物的總稱。我國《室內空氣質量標準》（GB/T 18883-2002）中對總揮發性有機化合物（TVOC）的定義為：利用Tenax GC和Tenax TA采樣，采用非極性色譜柱（極性指數小于10）進行分析，保留時間在正己烷和正十六烷之間的揮發性有機化合物的總稱。

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

按揮發性有機化合物（VOCs）的化學結構，可將其進一步分為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。從環保意義上講，主要指化學性質活潑的那一類揮發性有機物。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性。許多VOCs具有易于發生化學反應的特性（反應性）。VOCs在空氣中可發生很多種化學反應，目前知道的最重要的幾種反應類型包括：①VOCs與羥基自由基的反應，被氧化成有機自由基，然后進一步分解、反應；②部分含雙鍵的VOCs（如烯烴、二烯烴等）與臭氧發生反應形成雙自由基，再進一步分解、反應；③少數含氧有機物，如甲醛、丙酮等醛酮類VOCs，可以直接被光分解，形成自由基，從而引發更多反應。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到一定程度會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（學名乙酸），可揮發進入空氣，屬于含氧的VOCs（簡稱OVOCs）。酒類飲品都含有酒精（學名乙醇），屬于揮發性較強的醇類，當然也屬于VOCs，是一種OVOC。香水中含有各種各樣的植物提煉或化學合成的芳香性化合物、精油類物質等，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，因此對人體及動物基本無害。但有些如甲醛、芳香烴特別是多環芳烴、二噁英類等具有較強的致癌、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該也是微不足道的。但是，VOCs經大氣光化學反應產生的一些污染物，例如臭氧和過氧乙酰硝酸等一些氧化性較強的氣態污染物，不但能危害人體健康，而且可傷害植物，嚴重時甚至導致其死亡。

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，會發生快速的光化學鏈式反應，產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、醛酮類含氧有機物以及細顆粒物。在一些污染的城市、工業區及鄉村地區，由于VOCs及氮氧化物濃度均較高，在陽光充足的溫暖季節，近地面臭氧濃度會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不同程度地超出空氣質量標準限值。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，但在多數污染區域，由于氮氧化物比較充足，VOCs濃度越高臭氧達到的濃度也越高。

在VOCs濃度不太高的地區，地面臭氧濃度也能達到一定的水平。這是因為，污染氣團的水平輸送可以將臭氧帶到清潔地區。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動下，向地表輸送。根據VOCs等污染物的排放以及輸送過程的變化，近地面臭氧濃度會呈現出一定的季節性變化特征。由于VOCs等人為污染物排放的增加，近一個多世紀以來近地面臭氧濃度在許多地區呈上升趨勢。

霾是指空氣中的大量極細微的塵粒子均勻地浮游在空中，使空氣渾濁、視野模糊并導致水平能見度小于10km的自然天氣現象。霾污染主要源于人為活動，罪魁禍首是細顆粒物（PM2.5）。這些細顆粒物的化學組成包括硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、黑碳、有機化合物等，少數來自污染源的直接排放，多數來自二氧化硫、氮氧化物和VOCs等的大氣光化學轉化。PM2.5中有機物通常占相當高的比重，這些有機物一部分排放后直接形成顆粒或氣溶膠，還有一部分是VOCs的大氣化學轉化產物。許多VOCs經過大氣化學反應之后被轉化為不揮發或半揮發性有機物，成為二次有機氣溶膠（簡稱SOA）。此外，VOCs作為大氣化學反應的“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化形成硫酸鹽和硝酸鹽氣溶膠起重要作用，從而也促進了霾的形成。可見VOCs也是導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。