国内标准中VOCs的定义汇总及解析

    发布时间: 2018-09-27 16:30     点击次数:

          众所周知,挥发性有机化合物(VOCs)这一术语在环境法规、产品法规中被广泛使用。随着大家对VOCs了解的逐步深入,通过研读标准,发现在不同法规之间VOCs 的定义混乱不清,给VOCs 的鉴定、检测带来不少困难。一般说来,VOCs 包括非甲烷烃类(烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等)、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 产品标准中的VOCs 定义

          例如,涂料产品标准主要关注涂料产品的物理化学性能指标,罐内和施工状态下的VOCs 含量限值以及有害物质限量。中国涂料产品及检测方法的国家强制性和推荐性标准都是由SAC/TC5 制定的。SAC/TC5 代表中国标准化组织与国际标准化组织(ISO)对接。在中国国家标准和化工行业标准中有2 个VOCs 定义在使用。

    1.1 在101.3 kPa 下,任何初沸点低于或等于250 °C 的有机化合物,简称1 atm 250 °C 定义

          这个定义是欧洲涂料、油墨和艺术颜料工业协会(CEPE)依据化合物的沸点,针对欧洲室内生态涂料而提出的。其实,该定义包含了WHO 提出的VOCs 和VVOCs。2015 年以前,中国国家产品标准中的VOCs 都采用这个定义,如《汽车涂料中有害物质限量》(GB24409–2009)和《室内装饰装修材料 内墙涂料中有害物质限量》(GB 18582–2008)。这个定义参考了欧盟涂料指令(Paint Directive)《关于在某些涂料、清漆和车辆修补产品中使用有机溶剂导致的挥发性有机化合物排放的限制并修订1999/13/EC 号指令》(2004/42/CE)中的VOCs 定义。

    1. 2 在所处的大气环境的正常温度和压力下,可以自然蒸发的任何有机液体和/或固体,简称蒸发性定义

            这个定义是ISO 依据化合物的蒸发性而提出的。从2015 年下半年开始,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/T
    5206–2015,等同于ISO 4618:2014)中采用了《色漆和清漆 挥发性有机化合物(VOC)含量的测定 差值法》(GB/T 23985–2009,等同于ISO 11890-1:2007)和《色漆和清漆 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)中的VOCs 定义。《建筑钢结构防腐涂料中有害物质限量》(GB 30981–2014)则是首个采用了这个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)以及已经送审的国家强制性标准《船舶涂料中有害物质限量》和《室内地坪涂料中有害物质限量》也都采用了这个定义。相信以后由SAC/TC5 制定的涂料产品标准都会采用这个定义。

    2 环境标准中的VOCs 定义

            大气污染物排放标准主要关注从设施中向大气排放的包括VOCs 在内的污染物的排放限值,有关的国家强制性排放标准和地方推荐性排放标准都是由环保部或由环保部委托地方环保局,又或由地方环保局主动制定的。目前,在各种环境标准中流行着2 个VOCs 定义。

    2. 1 在20 °C 时,饱和蒸汽压大于或等于0.01 kPa,或者在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,简称10 Pa 定义

            这个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的蒸发性定义。CEPE 认为对于从生产过程和设施排放的VOCs,使用蒸汽压来定义是最好的。欧盟旧版的溶剂指令《关于限制在某些活动或设施中由于使用有机溶剂排放的VOCs》(1999/13/EC)便采用了该定义。2015 年以前,我国没有发布国家大气污染物排放标准。当时一些地方环保局制定的地方环境标准中采用了该VOCs 定义,如重庆的《汽车整车制造表面涂装大气污染物排放标准》(DB 50/577–2015)及天津的《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,或者根据规定的方法测量或核算确定的有机化合物,简称光化学定义

            从2015 年下半年开始,环保部参考并采纳了美国环境保护署(EPA)的《新固定源性能标准》(Standards of Performance for New Stationary Sources)第60.2 节(40 CFR 60.2)中的定义──“任何参与大气光化学反应的有机化合物,或者依据法定的方法、等效方法、替代方法测得的有机化合物,或者依据条款规定的特定程序确定的有机化合物”,并在其发布的《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)这3 个标准中采用了上述定义。从此以后,环保部在国家环境标准和地方环境标准中强制推行这个定义,如北京地方标准《汽车整车制造业(涂装工序)大气污染物排放标准》(DB 11/1227–2015)和上海地方标准《汽车制造业(涂装)大气污染物排放标准》(DB 31/859–2014)都采用了该定义。值得一提的是,DB 31/859–2014标准中,在VOCs 定义之下还有2 个补充条款:一是用于核算或者备案的VOCs 指20 °C 时蒸汽压不小于10 Pa 或者101.325 kPa 标准大气压下沸点不高于260 °C 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;二是以非甲烷总烃(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。标准制定者与管理者均指出,沸点260 °C 可以覆盖苯系物,有利于管理。但这样的实践是否会引起地区间的不公平问题,有待时间检验。

    3. 建筑工业标准中的VOCs 定义

            建筑工业标准主要关注从涂料干膜中释放的VOCs 限值,即主要关注室内空气质量。由上海市建筑科学研究院制定的建筑行业推荐性标准《低挥发性有机化合物(VOC)水性内墙涂覆材料》(JG/T 481–2015)参考并采纳了《室内空气 第6 部分:室内及测试舱空气中挥发性有机化合物的测定,活性样品在Tenax TA®上吸附,热解析及气相色谱MS 或MS-FID》(ISO 16000-6:2011)中的TVOC(总VOCs)定义,采用释放测试舱测定VOCs 的释放量。定义如下:
            用非极性色谱柱(极性指数小于10)对采集样品进行分析,保留时间在正己烷和正十六烷之间的挥发性有机化合物总和,简称n-C6–n-C16 定义。需要特别指出的是,JG/T 481–2015 其实没有对产品中的VOCs 作出明确定义,其制定的主要目的是通过测定TVOC 释放量来对满足低VOC 要求的不同类型产品进行分类(A+或A)。按该标准的7.2 条款规定:膏状腻子、内墙底漆和内墙面漆的有害物质限量的检测按GB 18582–2008 的规定进行,木器漆有害物质限量的检测按GB 24410–2009《室内装饰装修材料 水性木器涂料中有害物质限量》的规定进行。而上述两项标准中的VOCs 都采用了1 atm 250 °C 定义。

    4. 小结

            如上提到的各种标准中不同的VOCs 定义是以物质的不同性质来描述的,它们的关系大致如下图所示:



     来源:VOCs减排工作站
     

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