時間:2018-09-18 10:36
來源:VOCs減排工作站
本文講述了國內標準中VOCs的定義匯總及解析,分享了國內標準中的五類VOCs定義,關于這幾類VOCs定義分類思考分享如下:
1. 1 atm 250 °C 定義
眾所周知,化合物的沸點與其蒸發(fā)能力以及在空氣中的最大濃度沒有直接關系,但是沸點與蒸氣壓之間還是存在某些經驗關系。事實上,沸點是更容易被理解的物理化學參數,并且沸點常常比蒸氣壓更容易建立。這個定義關注室外空氣污染、臭氧生成和職業(yè)健康。EPA 對室內和室外VOCs 的定義是不一樣的:對于室外空氣,VOCs 的監(jiān)管定義就是光化學定義,最關注的是臭氧生成,它附帶了一個豁免清單(40 CFR Part 51.100);但對于室內空氣,最關注的是暴露在室內的人的健康,VOCs 的定義只能是蒸發(fā)性定義或沸點定義,有些室外法規(guī)中豁免的化合物(如作為脫漆劑的二氯甲烷和作為干洗劑的四氯乙烯)在室內法規(guī)中就無法豁免??梢姡煌瑯藴驶蚍ㄒ?guī)關注的環(huán)境問題不同,導致了它們對VOCs 的定義不同。
在中國,人們普遍認為1 atm 250 °C 定義是最好的VOCs 定義,因為它很容易理解,并且可以很方便地建立分析方法,不容易引起混亂。與該定義相配套的檢驗方法是GB/T 23985–2009 / ISO 11890-1:2007和GB/T 23986–2009 / ISO 11890-2:2006,前者主要用于VOCs 含量大于15%(質量分數)的樣品,后者則
主要用于預期VOCs 含量大于0.1%(質量分數)而小于15%(質量分數)的樣品。這兩種方法都假定揮發(fā)物是水或有機物。如可能存在其他揮發(fā)性無機物,需要用其他合適的方法進行定量測定并在計算時予以扣除。《色漆和清漆 低VOC乳膠漆中揮發(fā)性有機化合物(罐內VOC)含量的測定》(GB/T 23984–2009 / ISO
17895:2005)主要用于測定VOCs 含量(質量分數)在0.01% ~ 0.1%之間的樣品,目的是判定產品是否為低VOCs 乳膠漆,而不是例行的質量控制。
然而,1 atm 250 °C 定義也有缺點,如250 °C 是人為規(guī)定的。
2. 蒸發(fā)性定義
這是ISO 對VOCs 的定義,它注重物質本身的蒸發(fā)性。根據該定義,固體物質也可能含有VOCs。其優(yōu)點是范圍廣,涵蓋了所有的VOCs。這個定義同樣關注室外空氣污染、臭氧生成和職業(yè)健康。水性涂料采用GB/T 23986–2009 / ISO 11890-2:2006 測定VOCs 含量,溶劑型涂料VOCs 按照《色漆、清漆和塑料 不揮發(fā)物含量的測定》(GB/T 1725–2007 / ISO 3251:2003)規(guī)定的方法測定。
ISO 主要制定方法標準,一般不制定產品標準。但是中國標準化管理委員會要求SAC/TC5 與國際標準接軌,這就導致了中國的產品標準中的VOCs 定義也參照了ISO 標準。
3. 10 Pa定義
10 Pa 定義是最有效的物理化學描述。對于職業(yè)健康來說,這是最有效的定義。雖然一般情況下化合物的蒸發(fā)能力都有固定的表達式,但是蒸氣壓至少表達了空氣中化合物的最大濃度,而在較小空間內操作所排放的VOCs 對健康的影響更顯著。這個定義針對工業(yè)生產過程和設備,需要用標準方法來建立化合物的蒸氣壓,如安托因(Antoine)方程、克拉佩龍(Clapeyron)方程,但是不同方法外推后會導致不同的結果。
實際上,一些中小企業(yè)在大多數情況下無法檢測蒸氣壓,只有擁有特殊裝備的實驗室才能測定蒸氣壓,但測定沸點僅需要蒸餾設備。
根據10 Pa 定義,在對流層存在“無限”的體積,最大濃度永遠不會達到。于是,所有溶劑都將會從產品中蒸發(fā)出來。從環(huán)境保護角度來說,限定溶劑的數量比限定溶劑的揮發(fā)性更重要。但是,如果考慮限于很小的工作區(qū)域(在狹小的工作空間內)的涂裝作業(yè)人員的工作環(huán)境,這個最大濃度就有可能達到。
在這種情況下,涂裝作業(yè)人員可能會暴露在溶劑最大濃度中。從健康保護的角度來講,重要的是限制所用溶劑的揮發(fā)性。所用溶劑的蒸氣壓越低,涂裝作業(yè)人員的高暴露風險就越低。對于烴類溶劑而言,蒸氣壓10 Pa 相當于沸點大約是216 °C。
這個定義也有缺點,如10 Pa 同樣是人為規(guī)定的。
4 .光化學定義
減少VOCs 排放的主要原因是在太陽光照射下,VOCs 能與大氣中的NOx、CO 等分子反應,是形成臭氧和細顆粒物污染的重要前體物。不同的VOCs 貢獻不同的臭氧生成量和細顆粒物,有的潛能很大,有的則很小。所以,有些人認為:要減少臭氧和細顆粒物的生成,應減少那些高光化學臭氧生成潛勢
(POCP)的VOCs 的排放,而無需限制所有VOCs 的排放。
從環(huán)境角度來看,使用光化學定義是非常有益的。但是,某些低光化學反應的溶劑可能會引發(fā)額外問題,如這些溶劑對人類健康非常有害且難于處理,持久穩(wěn)定或可能引發(fā)其他負面環(huán)境問題。更重要的是,低光化學反應性溶劑最終對臭氧的形成有貢獻。一般來說,高光化學反應溶劑形成的臭氧集聚在釋放源周圍,而低光化學反應溶劑生成的臭氧則會遠離釋放源。
我國目前根據按《固定污染源排氣中非甲烷總烴的測定》(HJ/T 38–1999)測定的NMHC(主要是C2?C8)來限定從設施中排放的VOCs,但是這種方法具有很強的局限性,所檢測的VOCs 濃度遠低于按照涂料配方計算所能排放的VOCs 濃度。據悉,總有機化合物(TOC)測定標準正在制定。按照TOC測定方法所檢測的VOCs 濃度接近于按照涂料配方計算所排放的VOCs 濃度。
按照環(huán)保部的說法,我國采用光化學定義有以下優(yōu)點:
(1) “參與大氣光化學反應的有機化合物”這一描述反映了VOCs 的主要環(huán)境問題,與空氣質量管理銜接良好,這與工業(yè)界的產品及檢測定義是不同的。
(2) “或者根據規(guī)定的方法測量或核算確定的有機化合物”這一描述使得定義更加全面,能夠覆蓋各行業(yè)管控的特征污染物,也體現(xiàn)了排放管理方式的特點,排放標準特征明顯。
從定義上講,VOCs 的范圍大于NMHC。
在DB 50/577–2015 中既提到NMHC,又提到總VOCs,且總VOCs 的測定按《環(huán)境空氣 揮發(fā)性有機化合物的測定 吸附管采樣?熱脫附/氣相色譜?質譜法》(HJ 644)執(zhí)行。在DB 12/524–2014 中僅提到VOCs,且規(guī)定其測定按照其附錄D 進行,依據的是EPA 的《使用特殊制備的容器及氣相色譜測定環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機化合物》(Method TO-14a—Determination of Volatile Organic Compounds (VOCs) in Ambient Air Using Specially Prepared Canisters with Subsequent Analysis by Gas Chromatography)和《氣態(tài)有機化合物的測量 氣相色譜法》(Method 18—Measurement of Gaseous Organic Compound Emissions byGas Chromatography),以及《固定污染源排氣中顆粒物和氣態(tài)污染物采樣方法》(GB/T 16157),還特別指出“測定方法標準暫參考所列方法,待國家發(fā)布相應的方法標準后,所列方法停止使用,并執(zhí)行國家新發(fā)布的方法標準”。
編輯:李丹
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