揮發性有機物VOCs定義的編年史

      揮發性有機物VOCs(Volatile Organic Compounds)，從字面意義上來看，這類物質是具有“揮發性”的有機化學物質。揮發性，是一種物理性質，可通過“飽和蒸氣壓”或“沸點”來判斷;VOCs是活性物質，具有反應性，是一種化學性質，它能發生光化學反應。

      簡言之，VOCs是具有物理揮發性、化學反應性的一類有機物。

      我們具體來看一看各國對VOCs定義，從美國開始說起，因為他是世界上早開始立法管控VOCs的國家。隨著時間的推移和對VOCs的認識不斷深入，小E深刻地體會到，VOCs的定義不僅僅是一個概念那么簡單，而更多的是告訴我們應該從哪個方向入手?控制哪些VOCs?怎么控制VOCs?才能獲得改善環境空氣質量的效果。

      國外關于VOCs的定義

      美國VOCs的定義經歷了前VOCs階段、揮發性定義階段和反應性確認階段;組織、歐盟、德國、日本等發達國家VOCs定義以揮發性為主。

      美國1970年發布的《固定源排放的碳氫化合物和有機溶劑的控制技術》(AP68)未使用VOCs這一名詞，使用了“碳氫化合物和有機溶劑”;

      至20世紀70年代末，美國EPA《污染物控制技術指南》(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，標準狀態下蒸汽壓大于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反應的有機化合物，但不包含甲烷、乙烷等11種化合物;

      1989年，WHO將VOCs定義為熔點低于室溫而沸點在50～260°C之間的揮發性有機化合物的總稱;

      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反應的碳化合物;

      1998年，標準化組織的定義較為籠統，ISO 4618/1-1998定義VOCs為在常溫常壓下，任何能自然發揮發的有機液體和/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的任何的有機化合物;

      2000年，德國DIN55649-2000標準(同ISO)：VOCs指在常溫常壓下，任何能自然發揮發的有機液體和/或固體，一般都視為可揮發性有機物化合物;

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

      2004年，歐盟Directive2004/42/EC ：VOCs指在標準壓力101.3kPa下初沸點小于或等于250°C的全部有機化合物;

      2004年，日本大氣污染防止法：VOCs指排放或擴散到大氣中的任何氣態有機物(政令規定的不會導致懸浮顆粒物和氧化劑生成的物質除外);

      2010年，歐盟工業排放指令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揮發性的全部有機化合物。

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

      我國關于VOCs的定義

      我國對VOCs控制起步較晚，起初尚無VOCs的概念，主要通過監測分析方法判斷以非甲烷總烴NMHC、總烴THC、總揮發性有機化合物TVOC等來表征;隨著對VOCs控制重要性的認識不斷加深，我國很長一段時間以揮發性來定義VOCs;新的定義以反應性為基準，加以NMHC監測分析方法、行業排放源項識別/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指除甲烷以外的碳氫化合物( 其中主要是 C2～C8) 的總稱。在規定的條件下，所測得的非甲烷總烴，是對于氣相色譜氫火焰離子化檢測器有明顯響應的除甲烷外碳氫化合物總量，以碳計;

      2002年，中國《室內空氣質量標準》(GB18883-2002)定義TVOC為利用Tenax-GG 或Tenax-TT采樣，非極性色譜柱(極性指數小10)進行分析，保留時間在更有已烷和正十六烷之間的揮發性有機化合物;

      2007年，中國《環境標志產品技術要求膠印油墨》 ( HJ/T 370-2007) 及《環境標志產品技術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，任何初沸點低于或等于 250℃的有機化合物;

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

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

      2010年，中國《民用建筑工程室內環境污染控制規范》 ( GB50325-2010) TVOC在本規范規定的檢測條件下，所測得空氣中揮發性有機化合物的總量;

      2011年，中國《環境空氣總烴的測定氣相色譜法》( HJ 604-2011) THC指在本標準規定條件下，用氫火焰離子檢測器所測得氣態碳氫化合物及其衍生物的總量，以甲烷計;

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

      2015年，中國《合成樹脂工業污染物排放標準》(GB 31572-2015)、《石油化工工業污染物排放標準》(GB 31571-2015)、《石油煉制工業污染物排放標準》(GB 31570-2015)定義揮發性有機物VOCs為參與大氣光化學反應的有機化合物，或者根據規定的方法測量或核算確定的有機化合物。

      地方層面

      以參考國內外標準中的定義為主

      2006年，上海《上海市半導體行業污染物排放標準》 ( DB31/374-2006)：(1)無定義，表達為 VOCs。(2)引用的監測方法：固體吸附-熱脫附氣相色譜-質譜法。《空氣和廢氣監測分析方法》(第四版) ，中國環境科學出版社，2003年;

      2007年，北京《北京市大氣污染物綜合排放標準》 ( 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揮發性的全部有機化合物的統稱，簡寫作 VOCs。根據控制對象與控制方法的不同，本標準規定了不同的VOCs控制指標。 ( 2) 非甲烷總烴NMHC指采用規定的監測方法HJ/T 38，檢測器有明顯響應的除甲烷外的碳氫化合物的總稱(以碳計);

      2010年，上海《上海市生物制藥行業污染物排放標準》 ( DB31/373-2010)：(1) VOCs指25℃時飽和蒸汽壓在0.1mmHg及其以上或熔點低于室溫而沸點在 260℃以下的揮發生有機化合物總稱，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揮發性有機化合物排放標準》 ( DB44/814-2010) 《廣東省表面涂裝( 汽車制造業) 揮發性有機化合物排放標準》 ( DB44/816-2010) ( 1) VOCs在101 325 Pa 標準大氣壓下，任何沸點低于或等于250℃時的有機化合物，簡稱 VOCs。 ( 2) 引用的監測方法氣相色譜法，通過計算單種物質再求和，計算值為 VOCs;

      2014/2015年，上海《汽車制造業(涂裝)大氣污染物排放標準》(DB 31/859-2014)、《大氣污染物綜合排放標準》(DB 31/933-2015)、《船舶工業大氣污染物排放標準》(DB 31/934-2015)、《涂料、油墨及其類似產品制造工業大氣污染物排放標準》(DB31/881-2015)、《印刷業大氣污染物排放標準》(DB 31/872-2015)定義VOCs為參與大氣光化學反應的有機化合物，或者根據規定的方法測量或核算確定的有機化合物。

      a)用于核算或者備案的VOCs指20°C時蒸汽壓不小于10Pa或者101.325kPa標準大氣壓下，沸點不高于260oC的有機化合物或者實際生產條件下具有以上相應揮發性的有機化合物的統稱，但是不包括甲烷;

      b) 以非甲烷總烴(NMHC)作為排氣筒、廠界大氣污染物監控、廠區內大氣污染物監控點以及污染物回收凈化設施去除效率的揮發性有機物的綜合性控制指標。

參考文章

姜梅,鄒蘭,李曉倩等.我國揮發性有機物定義和控制指標的探討[J].環境科學,2015，36(9)：3522-3532.
 

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