一、瀝青VOC概述

voc (Volatile Organic Compound s，揮發(fā)性有機(jī)化合物），根據(jù)衛(wèi)生組織在1989年的定義，VoC是指沸點(diǎn)在50℃-260℃之間，室溫下飽和蒸氣壓超過133.32Pa，常溫下以氣體形式存在的有機(jī)物。根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步分為芳經(jīng)類、鹵經(jīng)類、烷類、烯類、醛類、酯類、酮類和其他化合物。由于高溫條件下瀝青產(chǎn)生氣溶膠的沸點(diǎn)遠(yuǎn)大于該定義范圍，因此通常將瀝青VOC定義為瀝青在瀝青產(chǎn)生氣溶膠的沸點(diǎn)遠(yuǎn)大于該定義范圍，因此通常將瀝青VOC定義為瀝青在高溫狀態(tài)下?lián)]發(fā)的氣溶膠〔粒徑小于10微米）和氣體物質(zhì)。

瀝青voc的主要成分為包括鹵代怪、含氧經(jīng)、氮經(jīng)、硫經(jīng)、低沸點(diǎn)的多環(huán)芳香經(jīng)在內(nèi)的經(jīng)類物質(zhì)。此類物質(zhì)活性強(qiáng)、危害大，其中某些成分在光照或紫外線的作用誘導(dǎo)下，會(huì)與大氣中其他成分發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。造成的煙霧不僅致使能見度降低、給日常生產(chǎn)生活造成不便，更嚴(yán)重的是會(huì)產(chǎn)生如過氧苯酰硝酸酯、過氧乙酰硝酸酯等危害人體呼吸道、神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)的有毒有害物質(zhì)。

二、瀝青VOC的危害

組成瀝青的有機(jī)經(jīng)類化合物，經(jīng)濕度、溫度、紫外線照射等自然環(huán)境因素的促進(jìn)，在儲(chǔ)存、加工、運(yùn)輸、拌合、攤鋪、壓實(shí)以及使用過程中，都會(huì)產(chǎn)生一定的揮發(fā)行為。瀝青煙氣是由多種物質(zhì)組成的復(fù)雜混合物，其所含的苯并芘、吖啶類、蒽萘類、吡啶類、酚類等物質(zhì)已經(jīng)研究確定對(duì)人體有害，此類物質(zhì)造成的污染會(huì)影響動(dòng)植物和人體的生長發(fā)育，如果長時(shí)間身處被瀝青煙氣污染的環(huán)境，將可能引起皮膚、呼吸道、神經(jīng)系統(tǒng)方面的疾病，甚至誘發(fā)癌癥。長期在污染環(huán)境下作業(yè)，會(huì)引發(fā)一系列急性或慢性傷害，嚴(yán)重危害人體健康。

 癌癥研究機(jī)構(gòu)于1987年就將瀝青煙氣列為可疑致癌物，次年，美國國家職業(yè)安全與衛(wèi)生機(jī)構(gòu)也將其列為潛在致癌物，并就其制定了相應(yīng)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。隨著研究的進(jìn)展，Genevios等人認(rèn)為瀝青的致癌作用不僅是 PAHs 的作用，含氧、氮、硫的雜環(huán)經(jīng)類衍生物也有一定作用。瀝青voC中所含的苯并芘是致癌的主要物質(zhì)之一。除此以外，有研究報(bào)道顯示，苯并芘對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)也具有一定毒性。學(xué)者David26通過研究得出結(jié)論，苯并芘及其代謝物可以通過血腦屏障進(jìn)入實(shí)驗(yàn)鼠腦組織。涂白杰的亞慢性染毒實(shí)驗(yàn)也初步證實(shí)，苯并芘對(duì)實(shí)驗(yàn)用小鼠的表面神經(jīng)系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)都產(chǎn)生了一定的損傷。

 三、瀝青煙氣污染防治技術(shù)

由于瀝青路面在鋪設(shè)過程中VOCs釋放不集中，不可能全過程中進(jìn)行收集治理。因此，以下主要針對(duì)源頭控制(原料及工藝技術(shù)改進(jìn))與攪拌站瀝青煙氣末端治理進(jìn)行詳細(xì)分析。

源頭控制

瀝青混合料溫拌技術(shù):通過一定的辦法，在較低溫度下對(duì)瀝青混合料進(jìn)行拌和及施工，使瀝青的粘度降低，這樣可以有效減少瀝青在高溫下釋放的有害氣體和顆粒，而且能夠使瀝青混合料性能滿足熱拌和瀝青混合料性能的規(guī)范指標(biāo)。目前，國內(nèi)外采用的技術(shù)方法有以下四種:

(1)使用瀝青降粘劑

目前，范圍內(nèi)普遍使用的一種瀝青降粘劑是Sasobit，它是一種合成的直鏈脂肪碳?xì)浠旌衔?，它的主鏈?0~115個(gè)碳原子形成，溫度超過115℃時(shí)就會(huì)在瀝青中溶解。

(2)沸石降粘技術(shù)

沸石具有架狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為三維鋁氧四面體和三維硅氧四面體，它們排列成一定規(guī)律的晶體骨架。德國Eurovia 公司生產(chǎn)的一種人工合成沸石Aspha-Min，是一種比表面積較大的聯(lián)通多孔結(jié)構(gòu)的白色超細(xì)粉末，能夠吸收20%以上的水分。與瀝青混合后，它釋放出的水分會(huì)使膠結(jié)料的體積產(chǎn)生膨脹，從而形成泡沫瀝青，使瀝青能在較低的溫度下對(duì)集料進(jìn)行有效覆蓋，這樣能夠使混合料的拌和溫度降低。

(3)泡沫發(fā)泡降粘技術(shù)

這種技術(shù)的關(guān)鍵在于溫度為110℃左右，將軟質(zhì)瀝青與石料充分拌和，讓軟質(zhì)瀝青*覆蓋在石料表面，然后再將硬質(zhì)瀝青以泡沫瀝青的形式噴入并迅速拌和。在此過程中必須保證集料表面沒有水分存在。為了進(jìn)一步降低拌和溫度，研究人員研究了采用泡沫瀝青制備半溫瀝青混合料的技術(shù)。它可以將拌和溫度控制在低于100℃，全部瀝青結(jié)合料以泡沫形式加入，這種技術(shù)得到瀝青混合料的使用期限與熱拌和得到的瀝青混合料相當(dāng)，但是抗剪性能不如熱拌和瀝青混合料。

(4)乳化瀝青溫拌技術(shù)

以特殊的乳化瀝青代替目前使用的熱瀝青，可將拌和溫度設(shè)定在100℃左右，乳化瀝青中的水在拌和時(shí)以水蒸氣的形式揮發(fā)至空氣中，該技術(shù)主要采用高含量的乳化瀝青，它可以使拌和與壓實(shí)溫度降低，而且外觀與熱拌和瀝青混合料相同，但是乳化瀝青的乳化劑成本較高，導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高。

使用抑煙劑改性瀝青混合料:

目前，主要是控制瀝青混合料遇明火燃燒時(shí)釋放的有害氣體，將瀝青加熱到一定溫度后，添加一些阻燃劑，通過高速剪切與瀝青充分混合后即可起到一定的抑煙效果。常用的抑煙劑有無機(jī)的氮類、銻化合物類(如三氧化二銻)、硼化合物類(如硼酸鋅)、鎂化合物類(如三氧化二鎂)、鋁化合物類(如氫氧化鋁)等，有機(jī)化合物類分為磷系和鹵系兩個(gè)系列，常用的有SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)和PE(聚乙烯)。