深入了解 VOCs:定义混乱不清给鉴定和检测带来困难
作者:admin | 分类:装修建材 | 浏览:54 | 时间:2024-07-11 12:03:15文章简介
一般来说,VOCs包括非甲烷总烃(烷烃、烯烃、炔烃、芳烃等)、含氧有机物(醛、酮、醇、醚等)、含氯有机物、含氮有机物、含硫有机物等,是形成臭氧(O3)和细颗粒物(PM2.5)污染的重要前体物。
众所周知,挥发性有机化合物(VOCs)这一术语在环境法规和产品法规中被广泛使用。随着人们对VOCs的认识逐渐加深,通过研究标准发现室内装饰装修材料水性木器涂料中有害物质限量,不同法规中对VOCs的定义较为混乱,这给VOCs的识别和检测带来很多困难。
一般来说,VOCs包括非甲烷总烃(烷烃、烯烃、炔烃、芳烃等)、含氧有机物(醛、酮、醇、醚等)、含氯有机物、含氮有机物、含硫有机物等,是形成臭氧(O3)和细颗粒物(PM2.5)污染的重要前体物。
1. 产品标准中VOCs的定义
例如,涂料产品标准主要关注涂料产品的理化性能指标、罐内及施工中VOCs含量限值、有害物质限量等。我国涂料产品及试验方法的国家强制性标准和推荐性标准均由SAC/TC5制定。SAC/TC5代表中国标准化组织和国际标准化组织(ISO)。我国国家标准和化工行业标准中VOCs的定义有两种。
1.1 在101.3kPa压力下,初沸点小于或等于250℃的任何有机化合物,称为1个大气压250℃定义
此定义是由欧洲涂料、油墨和油漆工业协会(CEPE)针对欧洲室内生态涂料提出的,基于化合物的沸点。实际上,此定义包括了WHO提出的VOCs和VVOCs。2015年之前,我国国家产品标准中的VOCs均采用此定义,如《汽车涂料中有害物质限量》(-2009)、《室内装饰装修材料用内墙涂料中有害物质限量》(GB 18582-2008)。此定义参考了欧盟《涂料指令》(涂料)《限制某些涂料、清漆和车辆修补产品中使用有机溶剂产生的挥发性有机化合物排放及修正指令1999/13/EC》(2004/42/CE)中VOCs的定义。
1.2 在常温常压的大气环境下,凡能自然蒸发的有机液体和/或固体,均称为挥发性有机物。
这一定义是ISO基于化合物的挥发性而提出的,自2015年下半年起,SAC/TC5在其修订的国家推荐性标准《色漆和清漆术语和定义》(GB/T5206-2015,等同于ISO 4618:2014)中采用了《色漆和清漆中挥发性有机化合物(VOC)含量的测定 差示法》(GB/T 23985-2009,等同于ISO 11890-1:2007)和《色漆和清漆中挥发性有机化合物(VOC)含量的测定 气相色谱法》(GB/T 23986-2009,等同于ISO 11890-2:2006)中关于VOCs的定义。 《建筑钢结构防腐涂料有害物质限量》(GB 30981-2014)是第一部采用该定义的国家强制性标准。新发布的国家推荐性标准《儿童房装饰用内墙涂料》(GB/T 34676-2017)和已经送审的国家强制性标准《船舶涂料有害物质限量》《室内地坪涂料有害物质限量》也均采用了该定义。相信今后SAC/TC5制定的涂料产品标准也将采用该定义。
2.环境标准中VOCs的定义
大气污染物排放标准主要规定了企业向大气排放的VOCs等污染物的排放限值。相关的国家强制性排放标准和地方推荐性排放标准由环境保护部制定或由环境保护部委托地方环保局制定或由地方环保局自行制定。目前各类环保标准中对VOCs的定义有两种较为普遍。
2.1 在20℃时饱和蒸汽压大于或等于0.01kPa,或在特定适用条件下具有相应挥发性的所有有机化合物的总称,简称10Pa定义
这一定义最初由欧洲溶剂工业集团(ESIG)提出,可以认为是特定条件下挥发性的定义。CEPE认为,对于生产工艺和设施排放的VOCs,采用蒸气压为最佳定义。欧盟旧版溶剂指令《关于限制在某些活动或设施中使用有机溶剂排放的VOCs》(1999/13/EC)就采用了这一定义。2015年以前,我国没有出台国家大气污染物排放标准,当时一些地方环保局在制定的地方环保标准中采用了这一VOCs定义室内装饰装修材料水性木器涂料中有害物质限量,如重庆市《汽车整车制造表面涂装大气污染物排放标准》(DB 50/577-2015)、天津市《工业企业挥发性有机物排放控制标准》(DB 12/524-2014)。
2.2 参与大气光化学反应的有机化合物,或按规定的方法测定或计算的有机化合物,简称光化学定义
从2015年下半年开始,环保部参考并采用了美国环保署(EPA)《新固定污染源性能标准》(40 CFR 60.2)第60.2节中的定义——“任何参与大气光化学反应的有机化合物,或用法定方法、等效方法、替代方法或法规条款规定的方法测定的有机化合物”。
环境保护部在其颁布的三项标准《合成树脂工业污染物排放标准》(GB 31572-2015)、《石油炼制工业污染物排放标准》(GB 31570-2015)和《石油化学工业污染物排放标准》(GB 31571-2015)中均采用了“按特定程序确定的有机物”的定义。此后,环境保护部在国家和地方环境标准中也强制执行了这一定义,例如北京市地方标准《汽车制造业大气污染物排放标准(涂装工序)》(DB 11/1227-2015)和上海市地方标准《汽车制造业大气污染物排放标准(涂装工序)》(DB 31/859-2014)。 值得一提的是,在DB 31/859-2014标准中,在VOCs定义下增加了两个补充条款:一是用于核算或备案的VOCs是指20℃时蒸气压不小于10Pa或101.的VOCs,在标准大气压下沸点不大于260℃的有机化合物,或在实际生产条件下具有上述相应挥发性的有机化合物,但不包括甲烷;二是非甲烷总烃(NMHC)作为排气管道、厂界大气污染物监测、厂区内大气污染物监测点、污染物回收净化设施去除效率等挥发性有机物的综合控制指标。标准制定者和管理者均指出,沸点260℃可以覆盖苯系物,有利于管理。但这样的做法是否会造成地区之间的不公平,还有待时间的检验。
3.建筑行业标准中VOCs的定义
建筑行业标准主要针对涂料干膜释放的VOCs限值,即主要针对室内空气质量。上海市建筑科学研究院制定的推荐性建筑行业标准《低挥发性有机化合物(VOC)水性内墙涂料》(JG/T 481-2015)参考并采用了《室内空气第6部分:室内和试验室空气中挥发性有机化合物的测定,吸附于Tenax TA®上的活性样品,热解吸和气相色谱MS或MS-FID》(ISO 16000-6:2011)中TVOC(总VOCs)的定义,并采用释放试验室来测定VOCs的释放量。定义如下:
采用非极性色谱柱(极性指数小于10)对收集的样品进行分析,保留时间介于正己烷和正十六烷之间的挥发性有机化合物总和,称为n-C6–n-C16。
需要指出的是,JG/T 481-2015实际上并没有对产品中VOCs给出明确的定义,其主要目的是通过测定TVOC排放量,对符合低VOC要求(A+或A级)的不同类型的产品进行分类。根据标准7.2条规定:膏状腻子、内墙底漆、内墙涂料中有害物质限量检测按GB 18582-2008的规定执行,木器漆中有害物质限量检测按GB 24410-2009《室内装饰装修材料用水性木器涂料中有害物质限量》的规定执行。上述两个标准中VOCs定义为1个大气压250℃。
4. 总结
如上文所述,各个标准对VOCs的不同定义,是通过物质的不同性质来描述的,它们的关系大致如下图所示:
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