揮發(fā)性有機(jī)物VOCs定義的編年史

      揮發(fā)性有機(jī)物VOCs(Volatile Organic Compounds)，從字面意義上來看，這類物質(zhì)是具有“揮發(fā)性”的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)。揮發(fā)性，是一種物理性質(zhì)，可通過“飽和蒸氣壓”或“沸點(diǎn)”來判斷;VOCs是活性物質(zhì)，具有反應(yīng)性，是一種化學(xué)性質(zhì)，它能發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。

      簡言之，VOCs是具有物理揮發(fā)性、化學(xué)反應(yīng)性的一類有機(jī)物。

      我們具體來看一看各國對(duì)VOCs定義，從美國開始說起，因?yàn)樗鞘澜缟显玳_始立法管控VOCs的國家。隨著時(shí)間的推移和對(duì)VOCs的認(rèn)識(shí)不斷深入，小E深刻地體會(huì)到，VOCs的定義不僅僅是一個(gè)概念那么簡單，而更多的是告訴我們應(yīng)該從哪個(gè)方向入手?控制哪些VOCs?怎么控制VOCs?才能獲得改善環(huán)境空氣質(zhì)量的效果。

      國外關(guān)于VOCs的定義

      美國VOCs的定義經(jīng)歷了前VOCs階段、揮發(fā)性定義階段和反應(yīng)性確認(rèn)階段;組織、歐盟、德國、日本等發(fā)達(dá)國家VOCs定義以揮發(fā)性為主。

      美國1970年發(fā)布的《固定源排放的碳?xì)浠衔锖陀袡C(jī)溶劑的控制技術(shù)》(AP68)未使用VOCs這一名詞，使用了“碳?xì)浠衔锖陀袡C(jī)溶劑”;

      至20世紀(jì)70年代末，美國EPA《污染物控制技術(shù)指南》(CTG)系列，提出了VOCs的定義為除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽、碳酸銨之外，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下蒸汽壓大于0.1mmHg(1mmHg=0.133kPa)的碳化合物;

      1987年，美國EPA《新的臭氧和CO政策提案》，提供了一個(gè)不包含蒸氣壓限值的VOCs的模型定義，該定義為任何參與光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物，但不包含甲烷、乙烷等11種化合物;

      1989年，WHO將VOCs定義為熔點(diǎn)低于室溫而沸點(diǎn)在50～260°C之間的揮發(fā)性有機(jī)化合物的總稱;

      1992年，美國EPA將 VOCs定義編入法典，指除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽、碳酸銨之外，任何參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物;

      1998年，標(biāo)準(zhǔn)化組織的定義較為籠統(tǒng)，ISO 4618/1-1998定義VOCs為在常溫常壓下，任何能自然發(fā)揮發(fā)的有機(jī)液體和/或固體;

      1999年，歐盟VOCs指令1999/13/EC：VOCs指在293.15K溫度下，蒸氣壓大于或等于0.01kPa的任何的有機(jī)化合物;

      2000年，德國DIN55649-2000標(biāo)準(zhǔn)(同ISO)：VOCs指在常溫常壓下，任何能自然發(fā)揮發(fā)的有機(jī)液體和/或固體，一般都視為可揮發(fā)性有機(jī)物化合物;

      2001年，歐盟國家排放總量指令 2001/81/EC：VOCs指人類活動(dòng)排放的、能在日照作用下與NOx反應(yīng)生成光化學(xué)氧化劑的全部有機(jī)化合物，甲烷除外;

      2004年，歐盟Directive2004/42/EC ：VOCs指在標(biāo)準(zhǔn)壓力101.3kPa下初沸點(diǎn)小于或等于250°C的全部有機(jī)化合物;

      2004年，日本大氣污染防止法：VOCs指排放或擴(kuò)散到大氣中的任何氣態(tài)有機(jī)物(政令規(guī)定的不會(huì)導(dǎo)致懸浮顆粒物和氧化劑生成的物質(zhì)除外);

      2010年，歐盟工業(yè)排放指令2010/75/EU ：VOCs指在293.15k條件下蒸氣壓大于或等于0.01kPa，或者特定適用條件下具有相應(yīng)揮發(fā)性的全部有機(jī)化合物。

       (注：上文加粗文字為反應(yīng)性定義的標(biāo)準(zhǔn);其中，日本國家定義以揮發(fā)性定義為主，但基于VOCs的反應(yīng)性排除了一些物質(zhì))。

      我國關(guān)于VOCs的定義

      我國對(duì)VOCs控制起步較晚，起初尚無VOCs的概念，主要通過監(jiān)測分析方法判斷以非甲烷總烴NMHC、總烴THC、總揮發(fā)性有機(jī)化合物TVOC等來表征;隨著對(duì)VOCs控制重要性的認(rèn)識(shí)不斷加深，我國很長一段時(shí)間以揮發(fā)性來定義VOCs;新的定義以反應(yīng)性為基準(zhǔn)，加以NMHC監(jiān)測分析方法、行業(yè)排放源項(xiàng)識(shí)別/核算的方法來判斷，增加了可操作性。

      國家層面

      1999年，中國《固定污染源排氣中非甲烷總烴的測定 氣相色譜法》(HJ/T38-1999)定義NMHC指除甲烷以外的碳?xì)浠衔? 其中主要是 C2～C8) 的總稱。在規(guī)定的條件下，所測得的非甲烷總烴，是對(duì)于氣相色譜氫火焰離子化檢測器有明顯響應(yīng)的除甲烷外碳?xì)浠衔锟偭浚蕴加?jì);

      2002年，中國《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB18883-2002)定義TVOC為利用Tenax-GG 或Tenax-TT采樣，非極性色譜柱(極性指數(shù)小10)進(jìn)行分析，保留時(shí)間在更有已烷和正十六烷之間的揮發(fā)性有機(jī)化合物;

      2007年，中國《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求膠印油墨》 ( HJ/T 370-2007) 及《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求凹印油墨和柔印油墨》 ( HJ/T 371-2007)定義VOCs為在 101.3KPa 壓力下，任何初沸點(diǎn)低于或等于 250℃的有機(jī)化合物;

      2008年，中國《合成革與人造革工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 ( GB21902-2008) VOCs指常壓下沸點(diǎn)低于250℃，或者能夠以氣態(tài)分子的形態(tài)排放到空氣中的所有有機(jī)化合物(不包括甲烷) ，簡寫作 VOCs。 引用的監(jiān)測方法美國 EPA Method 18;

      2009年，中國《室內(nèi)裝飾裝修材料溶劑型木器涂料中有害物質(zhì)* ( GB18581-2009) VOCs指在101.3kPa 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，任何初沸點(diǎn)低于或等于 250 ℃ 的有機(jī)化合物，同HJ/T 370-2007和HJ/T371-2007定義;

      2010年，中國《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》 ( GB50325-2010) TVOC在本規(guī)范規(guī)定的檢測條件下，所測得空氣中揮發(fā)性有機(jī)化合物的總量;

      2011年，中國《環(huán)境空氣總烴的測定氣相色譜法》( HJ 604-2011) THC指在本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件下，用氫火焰離子檢測器所測得氣態(tài)碳?xì)浠衔锛捌溲苌锏目偭?，以甲烷?jì);

      2014年，中國《城市大氣揮發(fā)性有機(jī)化合物 ( VOCs) 監(jiān)測技術(shù)指南》VOCs是指在常壓下沸點(diǎn)低于260℃或常溫下飽和蒸氣壓大于70.91Pa 的有機(jī)化合物;

      2015年，中國《合成樹脂工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31572-2015)、《石油化工工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31571-2015)、《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31570-2015)定義揮發(fā)性有機(jī)物VOCs為參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物，或者根據(jù)規(guī)定的方法測量或核算確定的有機(jī)化合物。

      地方層面

      以參考國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中的定義為主

      2006年，上?！渡虾Ｊ邪雽?dǎo)體行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 ( DB31/374-2006)：(1)無定義，表達(dá)為 VOCs。(2)引用的監(jiān)測方法：固體吸附-熱脫附氣相色譜-質(zhì)譜法?！犊諝夂蛷U氣監(jiān)測分析方法》(第四版) ，中國環(huán)境科學(xué)出版社，2003年;

      2007年，北京《北京市大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 ( DB11/ 501-2007) ( 1) VOCs為在20℃條件下蒸氣壓大于或等于0.01kPa，或者特定適用條件下具有相應(yīng)揮發(fā)性的全部有機(jī)化合物的統(tǒng)稱，簡寫作 VOCs。根據(jù)控制對(duì)象與控制方法的不同，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不同的VOCs控制指標(biāo)。 ( 2) 非甲烷總烴NMHC指采用規(guī)定的監(jiān)測方法HJ/T 38，檢測器有明顯響應(yīng)的除甲烷外的碳?xì)浠衔锏目偡Q(以碳計(jì));

      2010年，上?！渡虾Ｊ猩镏扑幮袠I(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 ( DB31/373-2010)：(1) VOCs指25℃時(shí)飽和蒸汽壓在0.1mmHg及其以上或熔點(diǎn)低于室溫而沸點(diǎn)在 260℃以下的揮發(fā)生有機(jī)化合物總稱，但不包括甲烷，以非甲烷總烴NMHC反映。 ( 2) 引用的監(jiān)測方法《固定污染源排氣中非甲烷總烴的測定》( HJ/T 38);

      2010年，廣東《廣東省家具制造行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)》 ( DB44/814-2010) 《廣東省表面涂裝( 汽車制造業(yè)) 揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)》 ( DB44/816-2010) ( 1) VOCs在101 325 Pa 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，任何沸點(diǎn)低于或等于250℃時(shí)的有機(jī)化合物，簡稱 VOCs。 ( 2) 引用的監(jiān)測方法氣相色譜法，通過計(jì)算單種物質(zhì)再求和，計(jì)算值為 VOCs;

      2014/2015年，上?！镀囍圃鞓I(yè)(涂裝)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 31/859-2014)、《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 31/933-2015)、《船舶工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 31/934-2015)、《涂料、油墨及其類似產(chǎn)品制造工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB31/881-2015)、《印刷業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 31/872-2015)定義VOCs為參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物，或者根據(jù)規(guī)定的方法測量或核算確定的有機(jī)化合物。

      a)用于核算或者備案的VOCs指20°C時(shí)蒸汽壓不小于10Pa或者101.325kPa標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，沸點(diǎn)不高于260oC的有機(jī)化合物或者實(shí)際生產(chǎn)條件下具有以上相應(yīng)揮發(fā)性的有機(jī)化合物的統(tǒng)稱，但是不包括甲烷;

      b) 以非甲烷總烴(NMHC)作為排氣筒、廠界大氣污染物監(jiān)控、廠區(qū)內(nèi)大氣污染物監(jiān)控點(diǎn)以及污染物回收凈化設(shè)施去除效率的揮發(fā)性有機(jī)物的綜合性控制指標(biāo)。

參考文章

姜梅,鄒蘭,李曉倩等.我國揮發(fā)性有機(jī)物定義和控制指標(biāo)的探討[J].環(huán)境科學(xué),2015，36(9)：3522-3532.
 

張卿川, 夏邦壽,楊正寧等. 國內(nèi)外對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物定義與表征的問題研究[J]. 污染防治技術(shù), 2014，27(5)：3-7.