随着我国工业化进程的加快，各种类型的工业污染五花八门，其排放的有机废气种类繁多，成分复杂。这些有机废气不仅对人体健康会产生严重影响，甚至对地球的生态环境和气候带来严重的后果。因此，本文以典型挥发性有机物(VOCs)为研究对象，首先对污染严重的塑料再生和涂料行业的VOCs排放特征进行分析，并开展了其对车间工人的职业暴露危害评价，同时对当地居民进行了健康评价和对大气环境的臭氧生成潜势(OFP)进行了初步评估;接着以苯乙烯作为VOCs的代表，研究了光催化降解苯乙烯的降解机理及催化剂失活机制，提出了防止催化剂失活和提高催化剂稳定性的方法，并进一步研制了一种具有可见光活性的钙钛矿光热催化剂应用于苯乙烯的降解研究，最后将光催化技术与微生物技术联合应用于实际油漆厂生产车间内有机废气的现场污染控制中试研究，为光催化技术的产业化应用与推广提供技术支持。具体研究内容可分为以下六章:　　第一章，系统总结了本论文相关研究的发展现状，发现各类工业所排放的有机废气种类繁多，成分复杂。但是，我国对于工业有机废气的排放特征研究较少，而居民对于有机废气的危害缺乏忧患意识。因此，寻求环境友好且经济高效的废气减排途径和控制技术势在必行。作为新型的环境污染治理技术，光催化降解有机废气在环境保护中的应用日益受到人们的关注，但是其离产业化的道路上仍然需要克服多方面的局限性，且光催化降解VOCs的反应机理尚不十分清楚。因此，针对以上问题我们提出了本论文研究的目的和意义。　　第二章，对不同塑料再生行业排放的VOCs组成和污染水平进行了分析，评估了其对人类健康的暴露风险和大气的OFP。VOCs组成和污染水平研究结果表明:7种热塑性材料在回收再生过程中释放出21种烷烃，17种芳香烃，11种含氯和氮的VOCs，10种含氧的VOCs和9种烯烃。TVOC浓度介于1.0×103 mg m-3～1.1×103 mg m-3之间，其中苯乙烯(6.3±2.1×102 mg m-3)和乙苯(1.5±0.5×102 mg m-3)的浓度最高。不同塑料再生过程排放TVOC浓度的大小顺序为:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)＞聚苯乙烯(PS）＞聚丙烯(PP)＞聚酰胺(PA)＞聚氯乙烯(PVC)＞聚乙烯(PE)＞聚碳酸酯(PC)。风险评价结果表明:ABS和PS塑料回收再生车间内的职业暴露风险指数超过1.0，会直接对工人造成危害;PS塑料回收再生车间内的非致癌风险指数为1.9，具有明显的非致癌风险，主要是由单环芳香烃和含氯VOCs引起的;PA、ABS和PS回收再生车间内的致癌风险指数均大于1×10-4，排放的VOCs对居民具有明显的致癌风险，主要是由是丙烯腈、乙苯引起的;回收再生塑料车间内排放的有机废气不仅导致当地大气环境中VOCs浓度为非工业区的3.4倍，而且导致臭氧生成的潜势达到346μg m-3，远超过我国环境空气质量标准中规定的环境大气中臭氧的二级标准(200μg m-3)，其中单环芳香烃的贡献就达到了93.6％。　　第三章，利用胶体的电泳沉积原理将TiO2(P25)负载在泡沫镍载体上，研究发现当电泳电压为30 V、电泳时间为1 min，电极距离为6 cm制备出来的泡沫镍负载TiO2的光催化活性最强。利用制备得到的负载型催化剂，分别在紫外灯(Ultraviolet，主波长为254 nm的标记为UV254nm)和真空紫外(Vacuum Ultraviolet,VUV)照射下进行光氧化和光催化降解研究。研究结果表明:苯乙烯的降解效率大小顺序为:UV254nm＜TiO2/UV254nm＜ VUV＜ TiO2/VUV，其中苯乙烯在TiO2/VUV中降解反应8 min后即可达到100％降解。苯乙烯的初始浓度对VUV和TiO2/VUV的反应速率常数有负影响，O2浓度却有较大的正影响;苯乙烯的初始浓度和O2浓度对UV254nm和TiO2/UV254nm的反应速率常数影响较小，然而当TiO2/UV254nm、VUV、TiO2/VUV降解苯乙烯时，它们均有一个最佳相对湿度。苯乙烯的矿化效率大小顺序为:UV254nm＜TiO2/UV254nm＜VUV＜TiO2/VUV，其中在TiO2/VUV过程中，苯乙烯能够100％矿化成CO2和H2O，因此催化剂能够保持长期的光催化活性，而TiO2/UV254nm对苯乙烯的矿化率仅有20.6％，原因是催化剂表面沉积有大量难降解的中间产物导致光催化剂容易失活。结合实验检测的气相中和催化剂表面的中间产物以及“前线轨道理论”和点电荷理论计算分析，分别给出了苯乙烯在UV254nm和VUV紫外灯照射下光氧化和光催化降解的可能路径。　　第四章，利用溶胶凝胶柠檬酸法和溶胶凝胶水热辅助法成功合成出了钙钛矿型纳米LaBO3(B=Fe，Mn，Co，Ni和Cr)系列催化剂，并开展了这些催化剂可见光催化、热催化和光热催化降解苯乙烯研究。光催化降解结果表明:可见光照射2h后，苯乙烯的降解率在26.0％-61.5％之间，其大小顺序为:LaFeO3＞LaMnO3＞LaCoO3＞LaNiO3＞LaCrO3;热催化降解结果表明:在140℃热催化氧化2h后，苯乙烯的降解效率在70.1％-97.6％之间，其大小顺序为:LaNiO3＞LaMnO3＞LaCoO3＞LaFeO3＞LaCrO3;光热催化降解结果表明:LaMnO3对苯乙烯的光热催化降解效率提高最为明显(40 min后，苯乙烯可以完全降解)，具有显著的光热催化效应，其光热协同因子高达49.4％，接着是LaFeO3(13.4％)、LaNiO3(4.9％)、LaCoO3(3.9％)和LaCrO3(-1.3％)。LaMnO3连续六次光热催化反应研究后发现，单独的光或热催化的降解效率均出现一定程度的下降，其中光催化降解效率下降了10.2％，而热催化降解效率下降了10.3％，但是在光催化和热催化的共同作用下，催化剂的催化活性保持得较好，苯乙烯的降解率仍然为100％。当采用LaFeO3和LaNiO3光热降解苯乙烯时可以获得类似的结果，说明光热效应能很好改善光或热催化剂容易失活等缺点。　　第五章，将光催化氧化和生物滴滤床技术相结合成功应用于实际油漆厂生产车间内有机废气的现场治理。首先利用气相质谱对现场有机废气主要组成成分和浓度进行了定性和定量分析，结果表明有机废气主要由乙酸乙酯，甲苯，乙苯，二甲苯，乙基甲苯和三甲苯等VOCs组成，其中乙苯和二甲苯的含量最高;在油漆生产的各个生产工艺流程中TVOC浓度大小顺序为:研磨分散(432.47±53.40mg m-3)＞预分散(321.99±59.48 mg m-3)＞调漆(242.14±71.03 mg m-3)＞过滤包装(69.19±22.42 mg m-3)。其次，在90天内对包装车间内排放的有机废气进行中试治理研究。结果表明:生物滴滤床对亲水性的乙酸乙酯具有较好的降解效率，而光催化反应器对所有VOCs都具有较好的降解效率，虽然随着中试时间的延长，其降解效率有所下降。生物滴滤床和光催化联用装置对所有VOCs的降解效率在95.0％以上;当TVOC浓度从6.69 mg m-3增加到129.00 mg m-3，联用反应装置对VOCs的降解率依然保持在95.8％-98.2％之间，当流量从3000 m3 h-1下降到1333m3 h-1时，其对VOCs的降解率达到99.5％;各级反应器的实际最大去除负荷大小顺序为:生物滴滤床(47.8 g·m3·h-1)＞联用反应器(25.2 g·m-3·h-1)＞光催化反应器(19.2 g·m-3·h-1)，对VOCs的平均去除效率大小顺序为:联用反应器(95.6％)＞光催化反应器(88.7％)＞生物滴滤床(73.7％)。　　第六章，对全文的研究成果进行了总结，并指明了本研究的重要性和创新性，最后对今后的研究方向进行了展望。