[科普中国]-挥发性有害空气污染物

有毒有害空气污染物的环境影响是国内外研究的热点，而机动车排放是其重要源之一。 通过资料调研， 获得各车型年均行驶里程以及有毒有害空气污染物排放与非甲烷挥发性有机物(NMVOC) 排放的质量分数， 梳理各车型保有量， 利用COPERTÔ 模型计算NMVOC 排放因子， 建立了 2005 年中国分车型、分省域的有毒有害空气污染物排放清单。 结果表明： 2005年中国苯， 1, 3 - 丁二烯、 甲醛、 乙醛和丙烯醛的机动车排放总量分别 其主要来源于摩托车、汽油小客车和重型柴油货车； 广东、山东、江苏、浙江、河北和河南六省排放量较高.

关键：机动车；有毒有害空气污染物； 排放清单。

空气污染的分析成可分为以下几种：

1，1微粒粉尘及有害气体民用建筑中悬浮的微粒粉尘主要为烟雾(香烟、炊烟中的颗粒)。包括燃烧产生的可吸人性微粒,CO、氮氧化物、502等。

1，2悬浮微生物包括细菌、病毒、霉菌等,是引起呼吸道疾病以及室内空调疾病的最直接的原因。

1，3挥发性有机物包括甲醛、苯,甲苯、乙醇、氯仿、厨房中的油烟和香烟中的烟雾等有机蒸气,其中某些具有致癌性。室内空气污染物一般情况下不会超标,短期内人体不会有明显的反应,但是由于室内空气污染物种类较多,污染源各异,因此可能会产生复杂的协同作用,以至能够对人体造成长期且持续的危害。人们停留在室内的时间超过了全天的80%。污染源产生的污染物对健康的影响随室内环境不同(如室内容积、通风量、自然清除等)而不同。

生物过滤法净化生物废气处理技术多用于低浓度的臭味排放物、挥发性有机物（VOCs）和有害空气污染物。所安装的绝大多数生物过滤装置所处理的废气中有机物浓度均低于0，5g·m,单位立方米填料层在每小时内对污染物的去除能力低于50g有机碳(50g·m·h（-1）)。本研究探索并解决了在高去除负荷下生物过滤装置出现的关键问题,为生物过滤处理较高浓度VOCs提供可靠的科学数据。 本研究采用以堆肥-火山灰为主要填料的分段式生物过滤反应器来净化高浓度VOCs气体。以乙酸乙酯、异丙醇、甲苯以及正己烷为目标物,考察了填料中微生物经不同的基质驯化后,反应器对污染物的去除过程以及操作过程中填料中微生物可利用营养、填料pH状况的变化。探索了填料初始含水量、生物可利用氮的添加量等因素对反应器操作的影响,确立了生物过滤法去除乙酸乙酯、异丙醇和甲苯混合气的适宜条件,并探讨解决在去除高浓度乙酸乙酯和异丙醇混合气过程中生物可利用氮损失的问题。主要研究结论：

（1） 由乙酸乙酯驯化的生物过滤反应器对甲苯的去除能力与由甲苯驯化的生物过滤器相当(50g·m·h),而对乙酸乙酯的去除能力(400g·m·h)大于由甲苯驯化的反应器(200g·m·h)。 填料中的微生物经乙酸乙酯驯化后,在相同操作条件下,反应器对正己烷的去除率在90%以上,而经过正己烷和空气驯化后,正己烷的去除率在80%。

（2） 同时降解乙酸乙酯和甲苯时,在停留时间接近30s,乙酸乙酯负荷在450g·m·h左右时,去除率在90%以上;甲苯的最大去除负荷为50g·m·h。在乙酸乙酯和甲苯共同存在时,微生物优先利用乙酸乙酯,

（3） 在处理乙酸乙酯、异丙醇和甲苯混合气时,在乙酸乙酯和异丙醇负荷分别大连理工大学博士学位论文为200和120 gm一3一’,停留时间为45一905时,乙酸乙醋和异丙醇的去除率为100%;甲苯的去除率在40%和100%之间,最大去除负荷为20 gm一,·h一’,在优化的操作条件下,甲苯的去除率可以达到100%。 去除乙酸乙酷、异丙醇和甲苯混合气的适宜pH范围是5，7一7，4,同时填料中可溶性氮含量不应低于0，3 mgg一’。

（4）生物过滤过程中,降解乙酸乙酷的区域,填料pH逐渐降低,而降解甲苯的区域,填料pH略有升高。

（5）随着污染物去除过程的进行,填料中生物可利用氮的含量逐渐降低,并最终成为影响生物过滤效率的限制因素。 在填料中补充生物可利用氮有利于生物过滤反应器的操作。在填料中加入一定比例的花生壳,可以在污染物去除过程中缓慢释放出生物可利用氮,一并保持填料中生物可利用氮的相对稳定。 关键词：生物过滤,乙酸乙醋,甲苯,正己烷,异丙醇,pH值,堆肥,花生壳,水含量,氮含量1

空气污染造成的危害与影响空气污染对人类及其生存环境造成的危害与影响，已逐渐为人们所认识。空气污染可分为室外空气污染和室内空气污染。室外空气污染物包括气态污染物、颗粒态污染物等；室内空气污染是由于各种原因导致的室内空气中有害物质超标，进而影响人体健康，有害物质包括甲醛、苯、氨、放射性氡等。近二三十年来我国东部地区空气污染加剧，其中霾污染正演变成为我国城市大气中主要污染之一，引起了普通民众和科学界的广泛关注。国内外关于空气污染对城市居民的健康风险、由此造成的经济损失、室内空气污染特征以及对居民的健康影响还缺乏系统的研究。为了深入了解空气污染对城市居民的健康影响，本论文对人群暴露空气中可吸入颗粒物（PM10）、二氧化硫和二氧化氮、霾污染、颗粒物上持久性有毒污染物（PTS）的健康风险进行了评价。同时，考虑到室外空气污染对室内空气质量的影响，建立了计算室内空气污染物浓度的数学模型，应用此模型计算了室内空气中典型PTS和甲醛的浓度；对室内空气污染物甲醛、氨和挥发性有机污染物的控制方法及其健康效应进行了研究。2

各大城市的污染2005-2009年长江三角洲地区（YRDR）25城市PM10平均浓度为52，8-112，1μg/m，南京（107，3μg/m）、徐州（112，1μg/m）、盐城（107，8μg/m）和杭州（108，2μg/m）的PM10年平均浓度高于YRDR的其他城市。冬季YRDR的PM10最高，为110，5μg/m，其次是春季（95，9μg/m）和夏季（85，5μg/m），秋季最低，为78，2μg/m。徐州、盐城、杭州和南京居民在由大气颗粒物引起的呼吸系统疾病的潜在健康风险分别是舟山的2，11、2，04、2，04和2，02倍。宁波市区PM10、NO2和SO2的年平均浓度分别是郊区的1，13、1，25和1，41倍。城区居民的健康风险较高，由NO2引起的对城区居民的健康风险为可接受水平的11倍以上。在2009年霾污染期间上海市空气中PM10、NO2、SO2的浓度（分别为110，9μg/m、67，7μg/m和48，8μg/m）高于非霾污染期间（分别为63，6μg/m、45，3μg/m和27，5μg/m）。PM10、NO2、SO2的浓度在冬季最高，其次是春季和夏季，秋季最低。2

对人群危害所调查的两所大型医院儿科门诊数冬季大于其他季节。在非霾污染期间儿科医院的门诊数大于霾污染期间显示出霾污染对当地居民健康影响的滞后效应。对不同人群的健康风险研究发现，在霾污染期间NO2对成人和1岁左右儿童的形成的健康风险较大；霾污染期间所有人群的健康风险高于非霾污染期间。2009年上海市霾污染造成的健康危害经济损失为72，48亿元，占上海全市当年GDP的0，49%，表明上海市的霾污染水平对居民健康危害及其经济损失较大。预测控制上海市霾污染尤其是细颗粒物PM2，5的浓度，可以较大幅度地改善城市居民健康状况，进而减少相应的经济损失。上海某工业区焦化厂、氯碱厂、热电厂附近大气颗粒物中总多环芳烃（∑PAHs）的浓度分别为151，22ng/m、66，85ng/m和112，9ng/m。总多氯联苯（∑PCBs）浓度范围分布在0，247，436ng/m之间。总有机氯农药（∑OCPs）在焦化厂、氯碱厂、热电厂附近大气颗粒物中浓度分别为253，93pg/m、230，27pg/m和80，00pg/m。三个厂区下风向的大气中，发电厂下风向大气汞含量最高，氯碱厂下风向大气汞含量较低。基因毒物质的致癌风险评估结果表明，颗粒物中PCBs和OCPs污染引起的对人群的致癌风险较小，比可接受水平低2-3个数量级。但由PAHs通过呼吸暴露途径对人体造成的致癌危险度大多比可接受的水平(10)高2-3个数量级。其中，由苯并（а）芘（BaP）导致的致癌风险最大。BaP通过呼吸暴露途径对成人造成的致癌风险高于可接受的水平的263-823倍，对儿童造成的致癌危险度高于可接受水平的172-538倍；∑PAHs致癌当量（BaPE）的致癌风险约为可接受水平的10倍，且成人的致癌风险约是儿童的1倍。躯体毒物质导致的健康风险较大，为可接受水平的1，03-99，01倍，且成人大于儿童。根据物质守恒定律，本研究建立了室内空气中污染物浓度的数值计算模型。结果表明，本文建立的建筑物内污染物浓度计算的数值模型适用于建筑物密闭和通风条件下气态污染物的浓度的预测。计算结果表明，减少建筑材料装填率，增加空气交换率，可以降低室内空气中污染物浓度，从而降低其对人体的健康风险。本研究对比了在气体净化装置密闭和不密闭的情况下，光催化、臭氧协同光催化和有机胺吸附对于HCHO、NH3和VOCs的去除效果。90，4%的甲醛、92，3%的氨以及57，9%的VOCs在有机胺吸收剂处理过程中被去除，而67，5%的甲醛、60，0%的氨以及61，2%的VOCs在光催化氧化的过程中被去除。在通风不足的条件下，采用有机胺吸附剂8小时后，其致癌风险将降低一个数量级。2

本词条内容贡献者为:

刘冰川 - 副教授 - 华中科技大学