國內標準中VOCs的定義匯總及解析

眾所周知，揮發(fā)性有機化合物(VOCs)這一術語在環(huán)境法規(guī)、產品法規(guī)中被廣泛使用。隨著大家對VOCs了解的逐步深入，通過研讀標準，發(fā)現在不同法規(guī)之間VOCs 的定義混亂不清，給VOCs 的鑒定、檢測帶來不少困難。

一般說來，VOCs 包括非甲烷烴類(烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴等)、含氧有機物(醛、酮、醇、醚等)、含氯有機物、含氮有機物、含硫有機物等，是形成臭氧(O3)和細顆粒物(PM2.5)污染的重要前體物。

1. 產品標準中的VOCs 定義

例如，涂料產品標準主要關注涂料產品的物理化學性能指標，罐內和施工狀態(tài)下的VOCs 含量限值以及有害物質限量。中國涂料產品及檢測方法的國家強制性和推薦性標準都是由SAC/TC5 制定的。SAC/TC5 代表中國標準化組織與國際標準化組織(ISO)對接。在中國國家標準和化工行業(yè)標準中有2 個VOCs 定義在使用。

1.1 在101.3 kPa 下，任何初沸點低于或等于250 °C 的有機化合物，簡稱1 atm 250 °C 定義

這個定義是歐洲涂料、油墨和藝術顏料工業(yè)協(xié)會(CEPE)依據化合物的沸點，針對歐洲室內生態(tài)涂料而提出的。其實，該定義包含了WHO 提出的VOCs 和VVOCs。2015 年以前，中國國家產品標準中的VOCs 都采用這個定義，如《汽車涂料中有害物質限量》(GB24409–2009)和《室內裝飾裝修材料 內墻涂料中有害物質限量》(GB 18582–2008)。這個定義參考了歐盟涂料指令(Paint Directive)《關于在某些涂料、清漆和車輛修補產品中使用有機溶劑導致的揮發(fā)性有機化合物排放的限制并修訂1999/13/EC 號指令》(2004/42/CE)中的VOCs 定義。

1. 2 在所處的大氣環(huán)境的正常溫度和壓力下，可以自然蒸發(fā)的任何有機液體和/或固體，簡稱蒸發(fā)性定義

這個定義是ISO 依據化合物的蒸發(fā)性而提出的。從2015 年下半年開始，SAC/TC5 在其修訂的國家推薦性標準《色漆和清漆 術語和定義》(GB/T5206–2015，等同于ISO 4618:2014)中采用了《色漆和清漆 揮發(fā)性有機化合物(VOC)含量的測定 差值法》(GB/T 23985–2009，等同于ISO 11890-1:2007)和《色漆和清漆 揮發(fā)性有機化合物(VOC)含量的測定 氣相色譜法》(GB/T 23986–2009，等同于ISO 11890-2:2006)中的VOCs 定義。《建筑鋼結構防腐涂料中有害物質限量》(GB 30981–2014)則是首個采用了這個定義的國家強制性標準。新發(fā)布的國家推薦性標準《兒童房裝飾用內墻涂料》(GB/T 34676–2017)以及已經送審的國家強制性標準《船舶涂料中有害物質限量》和《室內地坪涂料中有害物質限量》也都采用了這個定義。相信以后由SAC/TC5 制定的涂料產品標準都會采用這個定義。

2.環(huán)境標準中的VOCs 定義

大氣污染物排放標準主要關注從設施中向大氣排放的包括VOCs 在內的污染物的排放限值，有關的國家強制性排放標準和地方推薦性排放標準都是由環(huán)保部或由環(huán)保部委托地方環(huán)保局，又或由地方環(huán)保局主動制定的。目前，在各種環(huán)境標準中流行著2 個VOCs 定義。

2. 1 在20 °C 時，飽和蒸汽壓大于或等于0.01 kPa，或者在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，簡稱10 Pa 定義

這個定義最初由歐洲溶劑工業(yè)集團(ESIG)提出，可以認為是特定條件下的蒸發(fā)性定義。CEPE 認為對于從生產過程和設施排放的VOCs，使用蒸汽壓來定義是最好的。歐盟舊版的溶劑指令《關于限制在某些活動或設施中由于使用有機溶劑排放的VOCs》(1999/13/EC)便采用了該定義。2015 年以前，我國沒有發(fā)布國家大氣污染物排放標準。當時一些地方環(huán)保局制定的地方環(huán)境標準中采用了該VOCs 定義，如重慶的《汽車整車制造表面涂裝大氣污染物排放標準》(DB 50/577–2015)及天津的《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物排放控制標準》(DB 12/524–2014)。

2. 2 參與大氣光化學反應的有機化合物，或者根據規(guī)定的方法測量或核算確定的有機化合物，簡稱光化學定義

從2015 年下半年開始，環(huán)保部參考并采納了美國環(huán)境保護署(EPA)的《新固定源性能標準》(Standards of Performance for New Stationary Sources)第60.2 節(jié)(40 CFR 60.2)中的定義──“任何參與大氣光化學反應的有機化合物，或者依據法定的方法、等效方法、替代方法測得的有機化合物，或者依據條款規(guī)定的

特定程序確定的有機化合物”，并在其發(fā)布的《合成樹脂工業(yè)污染物排放標準》(GB 31572–2015)、《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》(GB 31570–2015)和《石油化學工業(yè)污染物排放標準》(GB 31571–2015)這3 個標準中采用了上述定義。從此以后，環(huán)保部在國家環(huán)境標準和地方環(huán)境標準中強制推行這個定義，如北京地方標準《汽車整車制造業(yè)(涂裝工序)大氣污染物排放標準》(DB 11/1227–2015)和上海地方標準《汽車制造業(yè)(涂裝)大氣污染物排放標準》(DB 31/859–2014)都采用了該定義。值得一提的是，DB 31/859–2014標準中，在VOCs 定義之下還有2 個補充條款：一是用于核算或者備案的VOCs 指20 °C 時蒸汽壓不小于10 Pa 或者101.325 kPa 標準大氣壓下沸點不高于260 °C 的有機化合物，或者實際生產條件下具有以上相應揮發(fā)性的有機化合物的統(tǒng)稱，但是不包括甲烷;二是以非甲烷總烴(NMHC)作為排氣筒、廠界大氣污染物監(jiān)控、廠區(qū)內大氣污染物監(jiān)控點以及污染物回收凈化設施去除效率的揮發(fā)性有機物的綜合性控制指標。標準制定者與管理者均指出，沸點260 °C 可以覆蓋苯系物，有利于管理。但這樣的實踐是否會引起地區(qū)間的不公平問題，有待時間檢驗。

3. 建筑工業(yè)標準中的VOCs 定義

建筑工業(yè)標準主要關注從涂料干膜中釋放的VOCs 限值，即主要關注室內空氣質量。由上海市建筑科學研究院制定的建筑行業(yè)推薦性標準《低揮發(fā)性有機化合物(VOC)水性內墻涂覆材料》(JG/T 481–2015)參考并采納了《室內空氣 第6 部分：室內及測試艙空氣中揮發(fā)性有機化合物的測定，活性樣品在Tenax TA?上吸附，熱解析及氣相色譜MS 或MS-FID》(ISO 16000-6:2011)中的TVOC(總VOCs)定義，采用釋放測試艙測定VOCs 的釋放量。定義如下：

用非極性色譜柱(極性指數小于10)對采集樣品進行分析，保留時間在正己烷和正十六烷之間的揮發(fā)性有機化合物總和，簡稱n-C6–n-C16 定義。

需要特別指出的是，JG/T 481–2015 其實沒有對產品中的VOCs 作出明確定義，其制定的主要目的是通過測定TVOC 釋放量來對滿足低VOC 要求的不同類型產品進行分類(A+或A)。按該標準的7.2 條款規(guī)定：膏狀膩子、內墻底漆和內墻面漆的有害物質限量的檢測按GB 18582–2008 的規(guī)定進行，木器漆有害物質限量的檢測按GB 24410–2009《室內裝飾裝修材料 水性木器涂料中有害物質限量》的規(guī)定進行。而上述兩項標準中的VOCs 都采用了1 atm 250 °C 定義。

4. 小結

如上提到的各種標準中不同的VOCs 定義是以物質的不同性質來描述的，它們的關系大致如下圖所示：