1.什么是VOCs？

VOCs是挥发性有机物英文名“Volatile Organic Compounds”的缩写，有时也称VOC，此时专指一种VOC，或者表示挥发性有机物这样一个集合概念。无论是中文的“挥发性有机物”还是英文的“Volatile Organic Compounds”均比较长，因此习惯上常用“VOCs”或者“VOC”来简称。

不同的机构和组织出于不同的管理、控制或研究需要，对VOCs的定义不尽相同，目前尚没有统一、公认的定义。美国ASTM d3960-98标准将VOC定义为任何能参加大气光化学反应的有机化合物。美国国家环保局（EPA）对VOCs的定义为：挥发性有机化合物是除一氧化碳、二氧化碳、碳酸、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外，任何参加大气光化学反应的碳化合物。世界卫生组织（WHO，1989）对总挥发性有机化合物（Total Volatile Organic Compounds，TVOC）的定义为：熔点低于室温而沸点为50~260℃的挥发性有机化合物的总称。我国《室内空气质量标准》（GB/T 18883-2002）中对总挥发性有机化合物（TVOC）的定义为：利用Tenax GC和Tenax TA采样，采用非极性色谱柱（极性指数小于10）进行分析，保留时间在正己烷和正十六烷之间的挥发性有机化合物的总称。

空气中存在的有机物不仅仅是VOCs。有些有机物在常温下可以在气态和颗粒物中同时存在，而且随着温度变化在两相中的比例会发生变化，这类有机物叫做半挥发性有机物，简称SVOCs。还有些有机物在常温下只存在于颗粒物中，它们属于不挥发性有机物，简称NVOCs。无论是VOCs、SVOCs还是NVOCs，在大气中都参与大气化学和物理过程，一部分可直接危害人体健康，它们带来的环境效应包括影响空气质量、影响气候等。

按挥发性有机化合物（VOCs）的化学结构，可将其进一步分为8类：烷烃类、芳香烃类、烯烃类、卤代烃类、酯类、醛类、酮类和其他化合物。从环保意义上讲，主要指化学性质活泼的那一类挥发性有机物。常见的VOCs有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二异氰酸酯（TDI）、二异氰甲苯酯等。

VOCs最典型的共有特性是具有挥发性。许多VOCs具有易于发生化学反应的特性（反应性）。VOCs在空气中可发生很多种化学反应，目前知道的最重要的几种反应类型包括：①VOCs与羟基自由基的反应，被氧化成有机自由基，然后进一步分解、反应；②部分含双键的VOCs（如烯烃、二烯烃等）与臭氧发生反应形成双自由基，再进一步分解、反应；③少数含氧有机物，如甲醛、丙酮等醛酮类VOCs，可以直接被光分解，形成自由基，从而引发更多反应。此外，一部分VOCs还具有毒性，对人体健康有害，如苯、甲苯等。

大多数VOCs的气味并不明显，但有一些VOCs，如醇、醛、酮类、芳香烃类、含硫化合物等浓度达到一定程度会有较明显的令人喜欢或厌恶的气味。

日常食用的食醋中含有醋酸（学名乙酸），可挥发进入空气，属于含氧的VOCs（简称OVOCs）。酒类饮品都含有酒精（学名乙醇），属于挥发性较强的醇类，当然也属于VOCs，是一种OVOC。香水中含有各种各样的植物提炼或化学合成的芳香性化合物、精油类物质等，其中有许多属于VOCs，例如芳香醛、芳香酯等。此外香水中的助溶剂通常是乙醇等VOCs。一些水果（如柠檬、橙子等）和日用清洗剂中含有烯，也是具有香味的VOCs。家庭装修和家具等释放的室内室气污染物，如甲醛、苯、甲苯等都属于VOCs。

VOCs种类繁多，有些基本没有毒性，因此对人体及动物基本无害。但有些如甲醛、芳香烃特别是多环芳烃、二噁英类等具有较强的致癌、致畸、致突变等生物毒性，一些卤代烃和含氮氧化合物等也具有毒性，对人体健康有显著的毒害作用。植物本身是可以产生并排放一些VOCs的，人为排放的VOCs对植物的毒害在通常情况下应该也是微不足道的。但是，VOCs经大气光化学反应产生的一些污染物，例如臭氧和过氧乙酰硝酸等一些氧化性较强的气态污染物，不但能危害人体健康，而且可伤害植物，严重时甚至导致其死亡。

空气中的VOCs和氮氧化物等气体在紫外光照射和高温条件下，会发生快速的光化学链式反应，产生包括臭氧和过氧乙酰硝酸酯等具有刺激性和毒性的氧化剂、醛酮类含氧有机物以及细颗粒物。在一些污染的城市、工业区及乡村地区，由于VOCs及氮氧化物浓度均较高，在阳光充足的温暖季节，近地面臭氧浓度会在太阳升起后快速升高，在不利的情况下，午后臭氧浓度可能会不同程度地超出空气质量标准限值。生成的臭氧浓度高低取决于VOCs和氮氧化物浓度及两者的比值，但在多数污染区域，由于氮氧化物比较充足，VOCs浓度越高臭氧达到的浓度也越高。

在VOCs浓度不太高的地区，地面臭氧浓度也能达到一定的水平。这是因为，污染气团的水平输送可以将臭氧带到清洁地区。另外，对流层的臭氧还具有天然来源，也就是平流层臭氧的向下输送，然后在一些下沉气流驱动下，向地表输送。根据VOCs等污染物的排放以及输送过程的变化，近地面臭氧浓度会呈现出一定的季节性变化特征。由于VOCs等人为污染物排放的增加，近一个多世纪以来近地面臭氧浓度在许多地区呈上升趋势。

霾是指空气中的大量极细微的尘粒子均匀地浮游在空中，使空气浑浊、视野模糊并导致水平能见度小于10km的自然天气现象。霾污染主要源于人为活动，罪魁祸首是细颗粒物（PM2.5）。这些细颗粒物的化学组成包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐、黑碳、有机化合物等，少数来自污染源的直接排放，多数来自二氧化硫、氮氧化物和VOCs等的大气光化学转化。PM2.5中有机物通常占相当高的比重，这些有机物一部分排放后直接形成颗粒或气溶胶，还有一部分是VOCs的大气化学转化产物。许多VOCs经过大气化学反应之后被转化为不挥发或半挥发性有机物，成为二次有机气溶胶（简称SOA）。此外，VOCs作为大气化学反应的“燃料”，通过形成臭氧等增加了大气氧化性，对于二氧化硫、氮氧化物等污染气体转化形成硫酸盐和硝酸盐气溶胶起重要作用，从而也促进了霾的形成。可见VOCs也是导致霾形成的重要原因，对霾污染形成具有直接和间接的作用。