城市大气挥发性有机物(VOCs)排放特征及控制策略

作者简介：黄果，男，1986.09，汉，重庆市铜梁区人，本科，研究方向：环境监测

摘  要：本文分析了城市大气中挥发性有机物（VOCs）排放特征及其控制策略，重点研究了VOCs的主要排放源、时空分布规律及季节性波动与气象因素的关系。针对VOCs排放控制，提出了市场化与政府主导相结合的综合策略，并探讨了多种技术手段对VOCs减排的作用。在区域化和行业化的基础上，提出了具体的控制措施，以实现有效治理和持续改进。研究结果为改善城市大气质量、减少VOCs排放提供了可行的政策建议和技术路径，对相关领域的后续研究具有重要参考价值。

关键词：城市大气；挥发性有机物；排放特征；控制策略；技术手段

1.VOCs的主要排放源分析

城市大气中挥发性有机物（VOCs）的排放来源广泛，涉及多个行业和领域，其中交通运输、工业排放和建筑施工是主要贡献源。在老旧车辆和高排放标准执行不严的地区中交通运输是VOCs排放的重要源头。燃油的挥发、车辆尾气中的非甲烷挥发性有机物（NMVOC）是交通领域排放的主要成分。城市中心区和主要道路附近的VOCs浓度通常较高。工业排放也占据了VOCs排放的重要比例，尤其是化工、涂料、油漆、石油加工等行业。生产过程中的溶剂使用、挥发性液体物料的处理、废气处理设施不完善等因素，都加剧了VOCs的排放。建筑施工中的油漆、涂料以及一些化学建筑材料也释放大量VOCs。家庭和商业活动，如清洁剂、香水、空气清新剂等日常用品的使用，也对VOCs排放产生了一定影响。

2.VOCs的时空分布特征

VOCs的时空分布特征受排放源、气象因素和地理环境等多重因素的影响。在时间上，VOCs的浓度呈现出明显的日变化和季节变化规律。日变化上，早晚高峰时段，尤其是清晨和傍晚时分，交通排放和工业排放较为集中，VOCs浓度在这些时段显著升高。中午至下午，交通流量相对较少，VOCs浓度有所降低，工业排放相对稳定。季节性变化上，夏季VOCs浓度较高，主要受气温、湿度等气象因素影响，挥发性物质的蒸发量增加[1]。冬季VOCs浓度通常较低，但在采暖季节，燃煤和取暖设备的使用又会加剧局部地区的污染。空间分布上，VOCs浓度通常在城市中心区、交通繁忙区域、工业区以及建筑施工集中的区域较高。在城市周边、郊区以及绿地较多的区域，VOCs浓度相对较低。VOCs浓度的空间差异还与地形、气流等因素有关。山区、丘陵地带常常因地形屏障导致空气流动不畅，容易形成VOCs的滞留现象，从而加剧污染。

3.VOCs的季节性波动与气象因素的关系

VOCs的季节性波动与气象因素密切相关，气温、湿度、风速、降水等气象条件都会影响VOCs的浓度变化和分布特征。在夏季，气温较高，VOCs的挥发性增强，加之太阳辐射强烈，导致光化学反应加速，VOCs浓度呈现显著上升趋势。在高温和干燥的气候条件下，挥发性有机物的浓度往往比其他季节要高。此外，风速和降水量也是影响VOCs浓度的重要因素。高风速有助于空气的稀释和污染物的扩散，降低了VOCs的浓度；相反，低风速条件下，污染物的扩散受限，导致VOCs在局部区域的积聚。降水对VOCs的影响较为复杂，在某些情况下，降水能清除空气中的一部分VOCs，但在雨水蒸发过程中，水气会与空气中的挥发性有机物反应，可能释放更多的有机物，导致局部区域污染加剧。冬季，由于气温较低，VOCs的挥发性降低，浓度相对较低，但由于采暖季节的煤炭和生物质燃烧，以及取暖设备的不完全燃烧，某些地区的VOCs排放会在冬季表现为不同的污染特征。空气湿度较高时，VOCs在空气中的扩散性降低，造成局部空气质量的恶化。

4.VOCs控制策略与技术手段

4.1市场化与政府主导的综合控制策略

VOCs排放控制需要结合市场机制和政府主导的策略，形成有效的治理体系。政府应通过法律、政策制定和排放标准来引导市场行为，确保排放控制措施的落实。政府可设立严格的排放限值，并加强对企业的监管，确保排放达标。同时，建设VOCs排放的实时监测系统，提升数据的公开透明度，增强社会监督的作用。在市场方面，政府可以通过排放权交易、税收优惠等手段激励企业减少排放，推动绿色技术的创新和应用。企业则应通过自主投资和技术更新来降低排放，如采用低排放设备、清洁能源等，实现生产过程的绿色转型。市场化机制和政府监管协同作用，将有效推动VOCs排放控制的实现，确保治理目标的达成。

4.2控制VOCs排放的技术手段

VOCs排放的技术控制方法主要包括源头控制、过程控制和末端治理。源头控制通过替代高挥发性原料、使用低污染能源等方式，从源头减少VOCs的产生。例如，涂料、清洁剂等行业可使用水性涂料或低VOCs含量的溶剂，以减少有机物挥发。燃料的优化使用也是源头控制的一个重要环节，推动低碳、清洁能源替代传统能源能有效减少VOCs排放。过程控制技术侧重于优化生产过程，避免VOCs的泄漏。例如，制造过程中使用封闭式操作、加装集气装置、采用冷凝装置等手段，都能有效减少VOCs的排放[2]。末端治理技术则是在VOCs排放物进入大气之前，对废气进行处理。常见的末端治理技术包括活性炭吸附、催化燃烧、热力焚烧等。活性炭吸附适用于低浓度VOCs的处理，具有较高的吸附容量；催化燃烧技术在降低温度的同时燃烧VOCs，是处理高浓度废气的有效方法；热力焚烧技术适用于大量废气的处理，能完全分解VOCs。结合不同排放源的特点，选用合适的技术进行综合治理，可以最大化降低VOCs的排放。

4.3城市区域化、行业化VOCs控制措施

城市区域化和行业化VOCs控制措施是针对不同区域和行业特点的精确治理手段。在城市区域化方面，应根据各区域VOCs排放的特点，制定差异化治理措施。例如，交通密集的区域应侧重提高车辆排放标准，推广电动汽车或清洁能源车辆，优化交通流量管理，减少尾气排放。在工业密集区域，加强企业的排放监管，提升废气处理设施的效率，并推动低VOCs技术的应用。此外，在气象条件不利于污染物扩散的区域，如低风速、高湿度等情况下，可以实施临时的应急控制措施，如限制某些排放源的活动或实行临时限产限排。行业化控制则针对不同行业的排放特点采取专门的控制措施[3]。例如，化工、涂料行业应推行低VOCs溶剂替代，严格控制高VOCs含量溶剂的使用；在建筑行业，应强化施工期间的VOCs排放管理，推广低VOCs的建筑材料。对于石油化工等高污染行业，不仅要加强废气治理设施的建设，还要推动绿色生产工艺的引进。行业化控制有助于提升各行业整体VOCs排放的治理水平。结合区域和行业特点，城市应动态调整控制措施，实施精准治理，以提高控制效果和降低治理成本。

5结论

研究表明城市大气VOCs的排放特征受到多种因素的影响，排放源广泛且呈现明显的时空分布特征，气象条件对其浓度波动具有重要作用。有效的控制策略需要政府与市场共同作用，政策引导与技术创新相辅相成。在技术手段方面，源头控制、过程优化和末端治理相结合是减少VOCs排放的关键。区域化和行业化的治理措施能够根据不同区域和行业的特点实施精准管控，提升治理效果。综合来看，系统性的控制策略和技术路径能显著降低VOCs排放，改善城市大气质量，推动可持续发展。

参考文献

[1]陈植名.大气中VOCs监测及治理技术分析[J].黑龙江环境通报，2024，37（12）：157-159.

[2]曹婷.大气中挥发性有机物特征及其源解析技术探究[J].山西化工，2024，44（11）：271-273.

[3]白志飞.大气中挥发性有机物的监测与应对[J].山西化工，2024，44（10）：253-255.