揮發與揮發性有機化合物

揮發 (Volatility)與揮發性有機化合物 (Volatile Organic Compounds, VOC)
國立臺灣大學化學系陳光彥/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

純物質的蒸氣壓和物質的種類與溫度有關，溶液汽化的物質稱為揮發性物質。在相同的溫度下一物質越容易揮發，其揮發性（Volatility）越高，蒸汽壓也會越高，而相對的沸點會較低。也就是說，蒸汽壓高的物質比蒸汽壓低的物質更容易揮發。儘管我們常聽見揮發性一詞被用來描述液體氣化的傾向，揮發性也可用來描述如乾冰、氯化銨等能直接昇華的固體氣化的傾向。

丙酮、乙醇、乙醚和二氯甲烷等常見的有機溶劑，都是揮發性物質，這一類被稱為揮發性有機化合物（以下簡稱VOC）的污染物在常溫常壓下擁有夠高的蒸汽壓，使它們一旦暴露到空氣中就會迅速地從固體或液體變成氣體。世界各國對VOC的定義請見表一。

表一

在室外，VOC主要的來源為燃料的燃燒及交通運輸所產生的廢氣；在室內，VOC主要來自吸煙、烹調等產生的煙霧和天然氣（甲烷），裝飾材料、傢俱、家用電器、清潔劑等日常用品也會產生不少的VOC；此外，在室內裝飾過程中，油漆，塗料和膠粘劑等是VOC主要來源。據研究，室內VOC的總濃度通常在0.2mg/m3到2mg/ m3之間，而在不當裝修施工中，甚至可高出數十倍。美國環保署指出，有時室內的VOC比室外還要多出2到5倍。

VOC是戶外重要的空氣污染來源之一，VOC通常被分為兩類：甲烷或非甲烷（non-methane volatile organic compounds, NMVOC）。甲烷是促進全球暖化現象的溫室氣體；而NMVOC，如苯（benzene）、甲苯（toluene）及二甲苯（xylene）等致癌物，若人體長期暴露其中會導致白血病。

VOC對人體有有刺激性和毒性。VOC會令可吸入懸浮粒子形成，引起眼睛不適、上下呼吸道病徵和增加哮喘病發機會，VOC也會引起人體免疫失調，影響中樞神經系統功能，使人體出現頭暈、頭痛、嗜睡、無力、胸悶等症狀；還可能影響消化系統，出現食欲不振、噁心等，嚴重時可損傷肝臟和造血系統。

有些VOC會在太陽照射下和大氣中的NO2行光化學反應而產生臭氧，儘管在平流層（離地表11 km-50 km之間的大氣）的臭氧具有吸收紫外線功能，可保護人類及動植物免於陽光中強烈紫外線的侵襲，但在對流層（海平面-離地表11 km）的臭氧卻會對人體的呼吸系統產生威脅，此外在對流層的高濃度臭氧也會破壞建築物以及穀物的生長。VOC也會造成土壤或地下水的污染，並是令煙霧問題惡化的關鍵性污染物。

世界衛生組織（WHO）、美國國家科學院/國家研究理事會（NAS/NRC）等機構一直強調VOC是一類重要的空氣污染物。

參考資料
1. Definition of Volatile Organic Compounds. http://epa.gov/ttn/naaqs/ozone/ozonetech/def_voc.htm
2. Volatility (chemistry). http://en.wikipedia.org/wiki/Volatility_(chemistry)
3. Volatile organic compound. http://en.wikipedia.org/wiki/Volatile_organic_compounds