Icke-metan flyktig organisk förening
Icke-metanflyktiga organiska föreningar ( NMVOC ) är en uppsättning organiska föreningar som vanligtvis är fotokemiskt reaktiva i atmosfären – märkta av uteslutning av metan . NMVOC inkluderar en stor mängd olika kemiskt olika föreningar, såsom bensen , etanol , formaldehyd , cyklohexan , 1,1,1-trikloretan och aceton . NMVOC är i huvudsak identiska med flyktiga organiska föreningar (VOC), men med metan utesluten. Metan är uteslutet i luftföroreningssammanhang eftersom det inte är giftigt. Det är dock en mycket potent växthusgas , med låg reaktivitet och därmed lång livslängd i atmosfären. En viktig undergrupp av NMVOC är icke-metankolväten (NMHC) .
Ibland används även NMVOC som summaparameter för utsläpp, där alla NMVOC-utsläpp räknas ihop per vikt till en siffra. I avsaknad av mer detaljerade data kan detta vara en mycket grov parameter för föroreningar (t.ex. för sommarsmog eller luftföroreningar inomhus) .
De viktigaste källorna till NMVOC inkluderar vegetation, förbränning av biomassa , geogena källor och mänsklig aktivitet.
Vikten av atmosfärisk kemi
Studiet av NMVOC är viktigt i atmosfärisk kemi , där det kan användas som en proxy för att studera de kollektiva egenskaperna hos reaktiva atmosfäriska VOC. Uteslutandet av metan är nödvändigt på grund av dess relativt höga koncentration i omgivningen i jämförelse med andra atmosfäriska arter och dess relativa tröghet. NMVOC är ett paraplybegrepp som omfattar alla specierade och syresatta biogena, antropogena och pyrogena organiska molekyler som finns i atmosfären, minus bidraget från metan. Nödvändigheten av denna term styrs också av nuvarande uppskattningar som tyder på att någonstans mellan 10 000 och 100 000 NMVOC finns i atmosfären, de flesta med koncentrationer i riket av delar per miljard eller delar per biljon. Aggregeringen av dessa föreningar och deras kollektiva egenskaper är lättare att studera än de enskilda komponenterna.
Många NMVOC har betydelse på grund av deras inverkan på atmosfäriskt ozon . Marknära ozon släpps inte ut direkt, utan bildas istället genom reaktionen av solljus med olika andra emitterade föreningar, inklusive NMHCs (en typ av NMVOC), metan, kolmonoxid och kväveoxider .
Biogen emission
I vissa icke-stadsområden möter eller överstiger biogena utsläpp av NMVOC de antropogena utsläppen av NMVOC.
Vegetationsutsläpp
Det uppskattas vara 40 eller färre NMVOC-klassade föreningar som emitteras från vegetation som aktivt påverkar atmosfärens sammansättning, eftersom många NMVOC är antingen svagt flyktiga eller sannolikt inte kommer att släppas ut i hög volym till atmosfären. Dessa atmosfäriskt viktiga NMVOC inkluderar föreningar som terpenoider , hexenaler , alkener , aldehyder , organiska syror , alkoholer , ketoner och alkaner ). Dessa NMVOC som emitteras av vegetation kan delas upp efter källa som att de härstammar från en av sju processer:
- Utsläpp från kloroplastaktivitet
- Utsläpp från specialiserade försvarsvävnader
- Utsläpp från försvarsprocesser som inte är relaterade till försvarsspecialiserade vävnader
- Utsläpp av växthormoner
- Utsläpp från skuren och torkande växtlighet
- Utsläpp av blomdofter
- Andra vegetationsrelaterade utsläpp
Av dessa processer förstås klorofyllrelaterade utsläpp och utsläpp från specialiserade försvarsvävnader till numerisk beskrivning. Detta har lett till karaktäriseringen av alla andra utsläppsprocesser (förutom klorofyllrelaterade utsläpp) med hjälp av modellen för utsläpp från specialiserade försvarsvävnader.
Utsläpp av markmikrober
Många NMVOCs produceras av jordmikroorganismer (som metan, etan och isopren ). Men på grund av förmågan för många andra jordmikroorganismer att metabolisera dessa föreningar, fungerar jord ibland som en sänka för NMVOC, vilket leder till tron att NMVOC-flödet från marken är försumbart.
Biomassaförbränning
Förbränning av biomassa, annat än för användning som bränsle, anses vara en biogen källa. Dessa utsläpp modelleras baserat på förbränd yta, förhållandet mellan biomassa ovan jord och total biomassa, densiteten av det förbrända organiska materialet och förbränningseffektiviteten.
Den kemiska sammansättningen av utsläpp från förbränning av biomassa varierar mellan olika stadier av förbränningen, men det totala antalet NMVOC som släpps ut från förbränningen uppskattas till 4,5 gram kol per kilogram. De huvudsakliga NMVOC:erna som släpps ut vid förbränning är etan, propan, propen och acetylen .
Geogena källor
Viktiga geogena källor för NMVOC inkluderar vulkanism och läckage till följd av naturgas.
Vulkanism resulterar i utsläpp av många NMVOC, men med försumbara hastigheter. Naturgasläckage beräknas ge utsläpp på cirka 0,06 o 2,6 μg m −2 h −1 .
Antropogena utsläpp
I European Database for Global Atmospheric Research (EDGAR) är antropogena källor till NMVOC indelade i följande kategorier:
- Kraftproduktion
- Förbränning för tillverkning
- Energi för byggnader
- Vägtransporter
- Transformationsindustrin
- Flyktiga utsläpp från bränsleutvinning
- Utsläpp från produktionsprocesser
- Oljeraffinaderier
- Förbränning av jordbruksavfall
- Frakt
- Järnvägar, rörledningar och terrängtransporter
- Fossila bränslen bränder
- Fast avfall och avloppsvatten
- Flyg
EDGAR mäter att mängden NMVOCS från de sex mest bidragande sektorerna (jordbruk, kraftindustri, avfall, byggnader, transporter och annan industriell förbränning) under 2015 var 1,2*10 8 ton . De rapporterade utsläppen anges per sektor enligt följande:
| Sektor | NMVOC-utsläpp (ton) |
|---|---|
| Lantbruk | 9 450 016,04 |
| Kraftindustrin | 856 907,07 |
| Avfall | 3 066 094,19 |
| Byggnader | 24 948 773,51 |
| Transport | 32,729,144,19 |
| Annan industriell förbränning | 48 505 685,26 |
Globala NMVOC-utsläpp från antropogena källor har ökat över tiden, med utsläppen från 119 000 kt till 169 000 kt mellan 1970 och 2010. Regionalt varierar trenderna, där Amerika och Europa minskar sina utsläpp under samma tidsperiod, medan Afrika och Asien ökade sina NMVOC-utsläpp under denna period. Minskade utsläpp från Amerika och Europa beror till stor del på användningen av grönare bränslen för transporter och ändrade utsläppsnormer.