大氣環(huán)境中揮發(fā)性有機物（VOCs）檢測標準及檢測技術

      揮發(fā)性有機物，常用VOCs表示，它是Volatile Organic Compounds三個詞個字母的縮寫，總揮發(fā)性有機物有時也用TVOC來表示。按照世界衛(wèi)生組織的定義，是沸點在50℃-250℃的化合物，室溫下飽和蒸汽壓超過133.32Pa，在常溫下以蒸汽形式存在于空氣中的一類有機物。
      VOC的主要來源：在室外，主要來自燃料燃燒和交通運輸產生的工業(yè)廢氣、汽車尾氣、光化學污染等；而在室內則主要來自燃煤和天然氣等燃燒產物、吸煙、采暖和烹調等的煙霧，建筑和裝飾材料、家具、 家用電器、清潔劑和人體本身的排放等。
      揮發(fā)性VOC的危害很明顯，當居室中VOC濃度超過一定濃度時，在短時間內人們感到頭痛、惡心、嘔吐、四肢乏力；嚴重時會抽搐、昏迷、記憶力減退。VOC傷害人的肝臟、腎臟、大腦和神經系統(tǒng)。
      隨著我國大氣污染控制的不斷深化，VOCs成為繼顆粒物、二氧化硫、氮氧化物之后，我國大氣污染控制中又一新的關注點。

      揮發(fā)性有機物是一種混合物，由于其定義未明確，因此監(jiān)測需求也不明確。目前的主要檢測方法是氣相色譜法、質譜法和光譜法，環(huán)保部公布的行業(yè)標準中采用的是氣質聯(lián)用法。其中環(huán)境空氣揮發(fā)性有機物(HJ644)標準中測定的是24種目標有機化合物，主要是酮類、酯類、烯烴類和苯系物。

1、國內外對VOCs定義

      VOCs是一類有機化合物的組合，不同組織對其有不同的定義，主要分為兩類，一類是學術意義上的定義，一類是環(huán)保意義上的定義。

化學意義上的定義主要有五種：

      1)揮發(fā)性有機物污染防治技術政策定義VOCs為熔點低于室溫、沸點范圍在50℃~260℃之間的有機化合物;

      2)世界衛(wèi)生組織將VOCs定義為沸點范圍在50-260℃之間，室溫下飽和蒸汽壓超過133.32Pa，在常溫下以蒸汽形式存在于空氣中的一類有機物，按揮發(fā)性有機物化學結構可進一步分為8類：烷類、芳烴類、烯類、鹵烴類、酯類、醇類、酮類和其他化合物;

      3)ISO4618/1-1998中VOCs指原則上，在常溫常壓下，任何能自發(fā)揮發(fā)的有機液體和/或固體;

      4)德國DIN55649-2000將VOCs定義為在常溫常壓下，任何能自發(fā)揮發(fā)的有機液體和/或固體，在通常壓力條件下，沸點或初餾點低于或等于250℃的任何有機化合物;

      5)我國北京地方標準DB11/447-2007中將VOCs定義在20℃條件下蒸汽壓大于或等于0.01kPa，或者特定適用條件下具有相應揮發(fā)性的全部有機化合物的統(tǒng)稱。

環(huán)保意義上的定義主要有兩種：

      1)美國EPA對VOCs的定義為除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外，任何參加大氣光化學反應的碳化合物;

      2)美國ASTMD3960-98中VOCs指任何能參加大氣光化學反應的有機化合物。

      我國大氣污染防治相關政策和標準中，還沒有大氣中VOCs的明確定義，而VOCs的定義關系到檢測方法制定、治理措施等問題。

2、國內外對VOCs檢測標準

       我國VOCs檢測標準有

       1)《HJ732-2014固定污染源廢氣揮發(fā)性有機物的采樣氣袋法》、

       2)《HJ733-2014泄漏和敞開液面排放的揮發(fā)性有機物檢測技術導則》、

       3)《HJ734-2014固定污染源廢氣揮發(fā)性有機物的測定固相吸附-熱脫附/氣相色譜-質譜法》、

       4)《HJ644-2013環(huán)境空氣揮發(fā)性有機物的測定吸附管采樣-熱脫附氣相色譜-質譜法》以及

       5)《GB21902-2008合成革與人造革工業(yè)污染物排放標準》附錄C，均采用色譜法進行分析。

VOCs排放行業(yè)標準：

      《DB31933-2015大氣污染物綜合排放標準(上海)》

      《DB31859-2014汽車制造業(yè)(涂料)大氣污染物排放標準(上海)》

      《DB111201-2015印刷業(yè)揮發(fā)性有機物排放標準(北京)》

      《DB12/524-2014工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物排放控制標準(天津)》、《DB44/814-2010家具制造行業(yè)揮發(fā)性有機化合物排放標準(廣東)》、《DB44/815-2010印刷行業(yè)揮發(fā)性有機化合物排放標準(廣東)》、《DB44/816-2010表面涂裝(汽車制造業(yè))揮發(fā)性有機化合物排放標準(廣東)》、《DB44/817-2010制鞋行業(yè)揮發(fā)性有機化合物排放標準(廣東)》、《DB31/374-2006半導體行業(yè)污染物排放標準(上海)》。

      《DB11/447-2007煉油與石油化學工業(yè)大氣污染物排放標準(北京)》

      美國EPA在上世紀八九十年代制定了一系列大氣有毒有機物檢測標準，其中涉及VOCs檢測的共有6項，均是氣相色譜法，但可配備不同的采樣方法和檢測方法。

3、VOCs檢測對象

     我國大氣中的VOCs主要來源于石油化工、有機化工、表面涂裝、包裝印刷、醫(yī)藥、塑料制品等行業(yè)。因此大氣中VOCs的檢測主要應用于三個方面：

      一、大氣中VOCs檢測；

      二、污染源集中排放VOCs檢測；

      三、生產過程VOCs泄漏檢測；

      與三種應用場合相適應，VOCs的檢測儀器也分為實驗室儀器、在線式儀器和便攜式儀器三類。

4、實驗室VOCs檢測

      VOCs實驗室分析發(fā)展較早，也比較成熟。分析方法為使用采樣袋、蘇碼罐、吸附劑或吸收液將VOCs采集回實驗室，再經過熱解析、溶劑解析等前處理過程后，利用GC或HPLC分析。

      實驗室VOCs檢測主要難點在于選擇合適的采樣方法保證可以采集到所有揮發(fā)性有機污染物，制定規(guī)范的運輸方案防止運輸過程中VOCs的損失，選擇合適的前處理過程保證所有的揮發(fā)性有機物進入分析儀器。

      實驗室分析方法的主要優(yōu)勢是結果準確，主要缺點是時效性差，采樣和運輸過程中易導致樣品損失，影響測定的準確性和可靠性。

5、在線VOC檢測儀

      VOCs在線檢測儀主要有在線氣相色譜儀、在線質譜儀、在線氣質聯(lián)用儀、在線PID和FID檢測器、在線紅外光譜儀、在線激光檢測儀和在線差分光學吸收光譜儀等。

      由于VOCs沒有標準的檢測方法，而且在線系統(tǒng)用于現(xiàn)場檢測，而不同現(xiàn)場的揮發(fā)性有機物種類差異較大且相對穩(wěn)定，故檢測需求不同。因此需要根據(jù)自身的需求和各種檢測儀器的特點選擇合適的檢測方法。

      在線氣相色譜儀可檢測出已知揮發(fā)性有機物的濃度;在線質譜儀可同時實現(xiàn)揮發(fā)性有機物的定性和定量檢測，但無法區(qū)分同分異構體;在線PID和FID檢測器可得出VOCs的總量，且儀器體積較小;各種在線光譜儀檢測范圍寬，可適應各種工業(yè)場合應用。

6、便攜式VOC檢測儀

   便攜式VOC檢測儀主要有便攜式FID/PID檢測器、便攜紅外分析儀、便攜激光光譜儀、便攜式氣質聯(lián)用儀等。

   新公布的環(huán)保部標準中便攜式儀器提到了FID檢測器、PID檢測器和紅外吸收檢測器三種。