TVOC-PM2.5 关系解析-140407

上传者：任伟宁
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上传时间：2015-05-07
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TVOC-PM2.5 关系解析-140407

TVOC 和 PM2.5 关系的初步解析

广州环监中心数据点

Dr. Dai, March, 2014

前言

空气污染产生雾霾这已是不争的事实。而雾霾是PM2.5污染的结果这个各界也没有异议。唯有什么是产生PM2.5的原因，何种污染源对PM2.5有主要贡献，这是目前有些困惑的问题，这对解决雾霾问题至关重要。

目前普遍认知的四大原因是：1. 汽车尾气，2. 工厂燃煤或能源供应，3.建筑工地的扬尘，4.异地污染转移。但是，除开上述原因之外，还有一个目前尚未被重视的重要原因，那就是挥发性有机物（VOC）的污染，它也是造成PM2.5污染的非常重要的原因之一。可以这样说，不重视研究和解决VOC的污染，空气污染问题就无法解决，这就是我国目前的现状。

全国连续在线，和PM2.5同步监测TVOC的监测站很有限，也没有这方面的研究和关联报告。这里只收集了广州一个重点空气污染监测站今年一，二月份的监测数据，数据及其有限，但本报告试探从这些有限的数据中，探讨TVOC和PM2.5的关联。各种假设和倾向性意见，显然有待更多的数据总结和更多的监测结果。

1. PM2.5 污染和TVOC有关

广州监测站（简称广州）2014 年一，二月PM2.5， TVOC的数据和美国德克萨斯州8个监测站的PM2.5， TVOC统计表列于下面的表1中。从对照看，美国德州平均TVOC为25.5ppb 而PM2.5 为 20左右（空气质量良好）。广州平均TVOC为 27 ppb 的春节假期期间，PM2.5 也为20左右。而广州TVOC平均为 98ppb时， PM2.5上升为 41。需要说明的是，广州的建筑扬尘对PM2.5有多少贡献，目前并无相关数据。

表1 广州，德州空气TVOC和PM2.5 对照

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A. 白天和晚上对照

B. 节假日和平时对照

2. TVOC的浓度和工业活动相关

下图展示一天内测得的广州TVOC的变化，时间是3 月4 日周二。途中TVOC高峰值出现在早上10:00到下午6:00之间。而上下班高峰时间早上7:00 和晚上6:00期间TVOC没有出现高峰，说明汽车对TVOC贡献不明显。而对TVOC贡献比较大的，可能是工业活动，诸如印刷业，喷漆作业，或其它使用溶剂的工业作业。

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下面是 2月10日到2月16日期间连续6天的观测结果。2月12到13日是节后的周三和周四，有可能是工业活动增加，TVOC偏高。

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C. 周末和工作日对照

3. PM2.5 和溴氧浓度相关

美国和世界上目前普遍认为， VOC是溴氧的前导物质，VOC也称为光化学烟雾PAMS的前驱物质，因为光化学作用的结果使大气中溴氧浓度升高，因此VOC也称为溴氧的前导物质。而溴氧浓度和PM2.5浓度相关性非常一致，可见VOC对

PM2.5也应该是非常重要的原因之一。这里的关联也证明了这点。应该指出的是，无论汽车直接排放，燃煤能源排放，和工地扬尘污染都不会直接排放溴氧，溴氧

2月7日到2月9日是广州PM2.5情况比较好的日子，这几天PM2.5 为20左右，而可以看到这些天的TVOC比较低，平均值为27. 空气质量良好。而2月7 号左右的日子，正值春节放假期间。工业活动大大减少。

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5. TVOC浓度和PM2.5同步关联

可以说完全是TVOC经光化学作用的产物。而溴氧又和PM2.5直接相关。因此TVOC对PM2.5的贡献是非常明显的。

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TVOC是通过光化学作用转化成PM2.5的。在一些特定条件下，例如阳光充足，气温较高或其它催化物质存在下，有可能很快转化。

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6. 以上初步的关联已经说明TVOC的确和PM2.5有直接或间接的关系。为了更清楚的了解TVOC对PM2.5来源的贡献，我们建议在已有的PM2.5监测点，建立同步的TVOC连续在线监测，监测有助建立TVOC核查和控制机制，在分析长期监测数据之后，拿到更多更准确的关联数据，从而确定TVOC对PM2.5的可能的贡献百分比，为进一步了解和解决PM2.5污染源提供依据。

7. 关于VOC的来源，可能参考的有， a. 任何使用内外墙涂料的单位和个人，这包括新房的内外装修，地板和道路喷涂。 b. 使用溶剂的任何工厂，有专业工程师统计，一家中小型制药企业，可能每月排放的溶剂（VOC）高达数百吨，这些排放大部分是排向空气。c. 家具生产行业的家具喷漆。 d. 任何彩色和包装印刷厂，报刊杂志印刷和书籍印刷过程。e. 半导体和电路板生产和加工业，这类企业的电路清洁剂（洗板水）排放也多达每月数百吨。f. 家电产业，包括空调，TV, 小家电，手机等制造，都是大规模排放VOC的源头。g. 塑料行业，包括吸注塑生产和加工，塑料包装材料的生产和加工等。 h. 棉或纤维印染行业，包括各种棉布和各种纤维的整理和印染过程都是产生VOC的来源。总之，在同步监测TVOC和PM2.5的关联之后，逐步排查VOC的各种来源，同时进行VOC的库存和去向的监督管理，是可以做到逐步管控的。有了VOC的管控，相信PM2.5才会大幅度下降，从而改善空气质量。