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挥发性有机物VOCs定义的编年史

挥发性有机物VOCs(Volatile Organic Compounds),从字面意义上来看,这类物质是具有“挥发性”的有机化学物质。挥发性,是一种物理性质,可通过“饱和蒸气压”或“沸点”来判断;VOCs是活性物质,具有反应性,是一种化学性质,它能发生光化学反应。
 
简言之,VOCs是具有物理挥发性、化学反应性的一类有机物。
 
我们具体来看一看各国对VOCs定义,从美国开始说起,因为他是世界上最早开始立法管控VOCs的国家。随着时间的推移和对VOCs的认识不断深入,小E深刻地体会到,VOCs的定义不仅仅是一个概念那么简单,而更多的是告诉我们应该从哪个方向入手?控制哪些VOCs?怎么控制VOCs?才能获得改善环境空气质量的效果。
 
国外关于VOCs的定义
 
美国VOCs的定义经历了前VOCs阶段、挥发性定义阶段和反应性确认阶段;国际组织、欧盟、德国、日本等发达国家VOCs定义以挥发性为主。
 
美国1970年发布的《固定源排放的碳氢化合物和有机溶剂的控制技术》(AP68)未使用VOCs这一名词,使用了“碳氢化合物和有机溶剂”;
 
至20世纪70年代末,美国EPA《污染物控制技术指南》(CTG)系列,首次提出了VOCs的定义为除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐、碳酸铵之外,标准状态下蒸汽压大于0.1mmHg(1mmHg=0.133kPa)的碳化合物;
 
1987年,美国EPA《新的臭氧和CO政策提案》,提供了一个不包含蒸气压限值的VOCs的模型定义,该定义为任何参与光化学反应的有机化合物,但不包含甲烷、乙烷等11种化合物;
 
1989年,WHO将VOCs定义为熔点低于室温而沸点在50~260°C之间的挥发性有机化合物的总称;
 
1992年,美国EPA将 VOCs定义编入法典,指除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐、碳酸铵之外,任何参加大气光化学反应的碳化合物;
 
1998年,国际标准化组织的定义较为笼统,ISO 4618/1-1998定义VOCs为在常温常压下,任何能自然发挥发的有机液体和/或固体;
 
1999年,欧盟VOCs指令1999/13/EC:VOCs指在293.15K温度下,蒸气压大于或等于0.01kPa的任何的有机化合物;
 
2000年,德国DIN55649-2000标准(同ISO):VOCs指在常温常压下,任何能自然发挥发的有机液体和/或固体,一般都视为可挥发性有机物化合物;
 
2001年,欧盟国家排放总量指令 2001/81/EC:VOCs指人类活动排放的、能在日照作用下与NOx反应生成光化学氧化剂的全部有机化合物,甲烷除外;
 
2004年,欧盟Directive2004/42/EC :VOCs指在标准压力101.3kPa下初沸点小于或等于250°C的全部有机化合物;
 
2004年,日本大气污染防止法:VOCs指排放或扩散到大气中的任何气态有机物(政令规定的不会导致悬浮颗粒物和氧化剂生成的物质除外);
 
2010年,欧盟工业排放指令2010/75/EU :VOCs指在293.15k条件下蒸气压大于或等于0.01kPa,或者特定适用条件下具有相应挥发性的全部有机化合物。
 
(注:上文加粗文字为反应性定义的标准;其中,日本国家定义以挥发性定义为主,但基于VOCs的反应性排除了一些物质)。
 
我国关于VOCs的定义
 
我国对VOCs控制起步较晚,起初尚无VOCs的概念,主要通过监测分析方法判断以非甲烷总烃NMHC、总烃THC、总挥发性有机化合物TVOC等来表征;随着对VOCs控制重要性的认识不断加深,我国很长一段时间以挥发性来定义VOCs;最新的定义以反应性为基准,加以NMHC监测分析方法、行业排放源项识别/核算的方法来判断,增加了可操作性。
 
国家层面
 
1999年,中国《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定 气相色谱法》(HJ/T38-1999)定义NMHC指除甲烷以外的碳氢化合物( 其中主要是 C2~C8) 的总称。在规定的条件下,所测得的非甲烷总烃,是对于气相色谱氢火焰离子化检测器有明显响应的除甲烷外碳氢化合物总量,以碳计;
 
2002年,中国《室内空气质量标准》(GB18883-2002)定义TVOC为利用Tenax-GG 或Tenax-TT采样,非极性色谱柱(极性指数小10)进行分析,保留时间在更有已烷和正十六烷之间的挥发性有机化合物;
 
2007年,中国《环境标志产品技术要求胶印油墨》 ( HJ/T 370-2007) 及《环境标志产品技术要求凹印油墨和柔印油墨》 ( HJ/T 371-2007)定义VOCs为在 101.3KPa 压力下,任何初沸点低于或等于 250℃的有机化合物;
 
2008年,中国《合成革与人造革工业污染物排放标准》 ( GB21902-2008) VOCs指常压下沸点低于250℃,或者能够以气态分子的形态排放到空气中的所有有机化合物(不包括甲烷) ,简写作 VOCs。 引用的监测方法美国 EPA Method 18;
 
2009年,中国《室内装饰装修材料溶剂型木器涂料中有害物质限量 ( GB18581-2009) VOCs指在101.3kPa 标准大气压下,任何初沸点低于或等于 250 ℃ 的有机化合物,同HJ/T 370-2007和HJ/T371-2007定义;
 
2010年,中国《民用建筑工程室内环境污染控制规范》 ( GB50325-2010) TVOC在本规范规定的检测条件下,所测得空气中挥发性有机化合物的总量;
 
2011年,中国《环境空气总烃的测定气相色谱法》( HJ 604-2011) THC指在本标准规定条件下,用氢火焰离子检测器所测得气态碳氢化合物及其衍生物的总量,以甲烷计;
 
2014年,中国《城市大气挥发性有机化合物 ( VOCs) 监测技术指南》VOCs是指在常压下沸点低于260℃或常温下饱和蒸气压大于70.91Pa 的有机化合物;
 
2015年,中国《合成树脂工业污染物排放标准》(GB 31572-2015)、《石油化工工业污染物排放标准》(GB 31571-2015)、《石油炼制工业污染物排放标准》(GB 31570-2015)定义挥发性有机物VOCs为参与大气光化学反应的有机化合物,或者根据规定的方法测量或核算确定的有机化合物。
 
地方层面
 
以参考国内外标准中的定义为主
 
2006年,上海《上海市半导体行业污染物排放标准》 ( DB31/374-2006):(1)无定义,表达为 VOCs。(2)引用的监测方法:固体吸附-热脱附气相色谱-质谱法。《空气和废气监测分析方法》(第四版) ,中国环境科学出版社,2003年;
 
2007年,北京《北京市大气污染物综合排放标准》 ( DB11/ 501-2007) ( 1) VOCs为在20℃条件下蒸气压大于或等于0.01kPa,或者特定适用条件下具有相应挥发性的全部有机化合物的统称,简写作 VOCs。根据控制对象与控制方法的不同,本标准规定了不同的VOCs控制指标。 ( 2) 非甲烷总烃NMHC指采用规定的监测方法HJ/T 38,检测器有明显响应的除甲烷外的碳氢化合物的总称(以碳计);
 
2010年,上海《上海市生物制药行业污染物排放标准》 ( DB31/373-2010):(1) VOCs指25℃时饱和蒸汽压在0.1mmHg及其以上或熔点低于室温而沸点在 260℃以下的挥发生有机化合物总称,但不包括甲烷,以非甲烷总烃NMHC反映。 ( 2) 引用的监测方法《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定》( HJ/T 38);
 
2010年,广东《广东省家具制造行业挥发性有机化合物排放标准》 ( DB44/814-2010) 《广东省表面涂装( 汽车制造业) 挥发性有机化合物排放标准》 ( DB44/816-2010) ( 1) VOCs在101 325 Pa 标准大气压下,任何沸点低于或等于250℃时的有机化合物,简称 VOCs。 ( 2) 引用的监测方法气相色谱法,通过计算单种物质再求和,计算值为 VOCs;
 
2014/2015年,上海《汽车制造业(涂装)大气污染物排放标准》(DB 31/859-2014)、《大气污染物综合排放标准》(DB 31/933-2015)、《船舶工业大气污染物排放标准》(DB 31/934-2015)、《涂料、油墨及其类似产品制造工业大气污染物排放标准》(DB31/881-2015)、《印刷业大气污染物排放标准》(DB 31/872-2015)定义VOCs为参与大气光化学反应的有机化合物,或者根据规定的方法测量或核算确定的有机化合物。
 
a)用于核算或者备案的VOCs指20°C时蒸汽压不小于10Pa或者101.325kPa标准大气压下,沸点不高于260ºC的有机化合物或者实际生产条件下具有以上相应挥发性的有机化合物的统称,但是不包括甲烷;
 
b) 以非甲烷总烃(NMHC)作为排气筒、厂界大气污染物监控、厂区内大气污染物监控点以及污染物回收净化设施去除效率的挥发性有机物的综合性控制指标。
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