蓄熱式燃燒RTO，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中VOCs的定義匯總及解析

揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)這一術(shù)語(yǔ)在環(huán)境法規(guī)、產(chǎn)品法規(guī)中被廣泛使用。隨著大家對(duì)VOCs了解的逐步深入，通過(guò)研讀標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)在不同法規(guī)之間VOCs 的定義混亂不清，給VOCs 的鑒定、檢測(cè)帶來(lái)不少困難。一般說(shuō)來(lái)，VOCs 包括非甲烷烴類(lèi)(烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴等)、含氧有機(jī)物(醛、酮、醇、醚等)、含氯有機(jī)物、含氮有機(jī)物、含硫有機(jī)物等，是形成臭氧(O3)和細(xì)顆粒物(PM2.5)污染的重要前體物。

1 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中的VOCs 定義

例如，涂料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)主要關(guān)注涂料產(chǎn)品的物理化學(xué)性能指標(biāo)，罐內(nèi)和施工狀態(tài)下的VOCs 含量限值以及有害物質(zhì)限量。中國(guó)涂料產(chǎn)品及檢測(cè)方法的國(guó)家強(qiáng)制性和推薦性標(biāo)準(zhǔn)都是由SAC/TC5 制定的。SAC/TC5 代表中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化組織與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)對(duì)接。在中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中有2 個(gè)VOCs 定義在使用。

1.1在101.3 kPa 下，任何初沸點(diǎn)低于或等于250 °C 的有機(jī)化合物，簡(jiǎn)稱(chēng)1 atm 250 °C 定義

這個(gè)定義是歐洲涂料、油墨和藝術(shù)顏料工業(yè)協(xié)會(huì)(CEPE)依據(jù)化合物的沸點(diǎn)，針對(duì)歐洲室內(nèi)生態(tài)涂料而提出的。其實(shí)，該定義包含了WHO 提出的VOCs 和VVOCs。2015 年以前，中國(guó)國(guó)家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中的VOCs 都采用這個(gè)定義，如《汽車(chē)涂料中有害物質(zhì)限量》(GB24409–2009)和《室內(nèi)裝飾裝修材料 內(nèi)墻涂料中有害物質(zhì)限量》(GB 18582–2008)。這個(gè)定義參考了歐盟涂料指令(Paint Directive)《關(guān)于在某些涂料、清漆和車(chē)輛修補(bǔ)產(chǎn)品中使用有機(jī)溶劑導(dǎo)致的揮發(fā)性有機(jī)化合物排放的限制并修訂1999/13/EC 號(hào)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(jī)液體和/或固體，簡(jiǎn)稱(chēng)蒸發(fā)性定義

這個(gè)定義是ISO 依據(jù)化合物的蒸發(fā)性而提出的。從2015 年下半年開(kāi)始，SAC/TC5 在其修訂的國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)《色漆和清漆 術(shù)語(yǔ)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(jī)化合物(VOC)含量的測(cè)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(jī)化合物(VOC)含量的測(cè)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(jié)構(gòu)防腐涂料中有害物質(zhì)限量》(GB 30981–2014)則是首個(gè)采用了這個(gè)定義的國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。新發(fā)布的國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)《兒童房裝飾用內(nèi)墻涂料》(GB/T 34676–2017)以及已經(jīng)送審的國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)《船舶涂料中有害物質(zhì)限量》和《室內(nèi)陸坪涂料中有害物質(zhì)限量》也都采用了這個(gè)定義。相信以后由SAC/TC5 制定的涂料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)采用這個(gè)定義。

2 環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中的VOCs 定義

大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)主要關(guān)注從設(shè)施中向大氣排放的包括VOCs 在內(nèi)的污染物的排放限值，有關(guān)的國(guó)家強(qiáng)制性排放標(biāo)準(zhǔn)和地方推薦性排放標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)制定的。目前，在各種環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中流行著2 個(gè)VOCs 定義。

2. 1 在20 °C 時(shí)，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(yīng)揮發(fā)性的全部有機(jī)化合物的統(tǒng)稱(chēng)，簡(jiǎn)稱(chēng)10 Pa 定義

這個(gè)定義最初由歐洲溶劑工業(yè)集團(tuán)(ESIG)提出，可以認(rèn)為是特定條件下的蒸發(fā)性定義。CEPE 認(rèn)為對(duì)于從生產(chǎn)過(guò)程和設(shè)施排放的VOCs，使用蒸汽壓來(lái)定義是最好的。歐盟舊版的溶劑指令《關(guān)于限制在某些活動(dòng)或設(shè)施中由于使用有機(jī)溶劑排放的VOCs》(1999/13/EC)便采用了該定義。2015 年以前，我國(guó)沒(méi)有發(fā)布國(guó)家大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)時(shí)一些地方環(huán)保局制定的地方環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中采用了該VOCs 定義，如重慶的《汽車(chē)整車(chē)制造表面涂裝大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 50/577–2015)及天津的《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》(DB 12/524–2014)。

2. 2 參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物，或者根據(jù)規(guī)定的方法測(cè)量或核算確定的有機(jī)化合物，簡(jiǎn)稱(chēng)光化學(xué)定義

從2015 年下半年開(kāi)始，環(huán)保部參考并采納了美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(EPA)的《新固定源性能標(biāo)準(zhǔn)》(Standardsof 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(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物，或者依據(jù)法定的方法、等效方法、替代方法測(cè)得的有機(jī)化合物，或者依據(jù)條款規(guī)定的特定程序確定的有機(jī)化合物”，并在其發(fā)布的《合成樹(shù)脂工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31572–2015)、《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31570–2015)和《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31571–2015)這3 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中采用了上述定義。從此以后，環(huán)保部在國(guó)家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和地方環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中強(qiáng)制推行這個(gè)定義，如北京地方標(biāo)準(zhǔn)《汽車(chē)整車(chē)制造業(yè)(涂裝工序)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 11/1227–2015)和上海地方標(biāo)準(zhǔn)《汽車(chē)制造業(yè)(涂裝)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 31/859–2014)都采用了該定義。

值得一提的是，DB 31/859–2014標(biāo)準(zhǔn)中，在VOCs 定義之下還有2 個(gè)補(bǔ)充條款：一是用于核算或者備案的VOCs 指20 °C 時(shí)蒸汽壓不小于10 Pa 或者101.325 kPa 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸點(diǎn)不高于260 °C 的有機(jī)化合物，或者實(shí)際生產(chǎn)條件下具有以上相應(yīng)揮發(fā)性的有機(jī)化合物的統(tǒng)稱(chēng)，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(nèi)大氣污染物監(jiān)控點(diǎn)以及污染物回收凈化設(shè)施去除效率的揮發(fā)性有機(jī)物的綜合性控制指標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)制定者與管理者均指出，沸點(diǎn)260 °C 可以覆蓋苯系物，有利于管理。但這樣的實(shí)踐是否會(huì)引起地區(qū)間的不公平問(wèn)題，有待時(shí)間檢驗(yàn)。

3. 建筑工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的VOCs 定義

建筑工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要關(guān)注從涂料干膜中釋放的VOCs 限值，即主要關(guān)注室內(nèi)空氣質(zhì)量。由上海市建筑科學(xué)研究院制定的建筑行業(yè)推薦性標(biāo)準(zhǔn)《低揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)水性?xún)?nèi)墻涂覆材料》(JG/T 481–2015)參考并采納了《室內(nèi)空氣 第6 部分：室內(nèi)及測(cè)試艙空氣中揮發(fā)性有機(jī)化合物的測(cè)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(cè)試艙測(cè)定VOCs 的釋放量。定義如下：

用非極性色譜柱(極性指數(shù)小于10)對(duì)采集樣品進(jìn)行分析，保留時(shí)間在正己烷和正十六烷之間的揮發(fā)性有機(jī)化合物總和，簡(jiǎn)稱(chēng)n-C6–n-C16 定義。

需要特別指出的是，JG/T 481–2015 其實(shí)沒(méi)有對(duì)產(chǎn)品中的VOCs 作出明確定義，其制定的主要目的是通過(guò)測(cè)定TVOC 釋放量來(lái)對(duì)滿(mǎn)足低VOC 要求的不同類(lèi)型產(chǎn)品進(jìn)行分類(lèi)(A+或A)。按該標(biāo)準(zhǔn)的7.2 條款規(guī)定：膏狀膩?zhàn)?、?nèi)墻底漆和內(nèi)墻面漆的有害物質(zhì)限量的檢測(cè)按GB 18582–2008 的規(guī)定進(jìn)行，木器漆有害物質(zhì)限量的檢測(cè)按GB 24410–2009《室內(nèi)裝飾裝修材料 水性木器涂料中有害物質(zhì)限量》的規(guī)定進(jìn)行。而上述兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中的VOCs 都采用了1 atm 250 °C 定義。

4. 小結(jié)

如上提到的各種標(biāo)準(zhǔn)中不同的VOCs 定義是以物質(zhì)的不同性質(zhì)來(lái)描述的，它們的關(guān)系大致如下圖 所示：