低溫催化燃燒設備 ，國內標準中VOCs的定義彙總及解析
眾所周知，揮發性有機化合物(VOCs)這一術語在環境法規、產品法規中被廣泛使用。隨著大家對VOCs瞭解的逐步深入，通過研讀標準，發現在不同法規之間VOCs 的定義混亂不清，給VOCs 的鑑定、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)汙染的重要前體物。
1 產品標準中的VOCs 定義
例如，塗料產品標準主要關注塗料產品的物理化學性能指標，罐內和施工狀態下的VOCs 含量限值以及有害物質限量。中國塗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標準中有2 個VOCs 定義在使用。
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1.1 在101.3 kPa 下，任何初沸點低於或等於250 °C 的有機化合物，簡稱1 atm 250 °C 定義
這個定義是歐洲塗料、油墨和藝術顏料工業協會(CEPE)依據化合物的沸點，針對歐洲室內生態塗料而提出的。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 都採用這個定義，如《汽車塗料中有害物質限量》(GB24409–2009)和《室內裝飾裝修材料 內牆塗料中有害物質限量》(GB 18582–2008)。這個定義參考了歐盟塗料指令(Paint Directive)《關於在某些塗料、清漆和車輛修補產品中使用有機溶劑導致的揮發性有機化合物排放的限制並修訂1999/13/EC 號指令》(2004/42/CE)中的VOCs 定義。
1. 2 在所處的大氣環境的正常溫度和壓力下，可以自然蒸發的任何有機液體和/或固體，簡稱蒸發性定義
這個定義是ISO 依據化合物的蒸發性而提出的。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，等同於ISO 4618:2014)中採用了《色漆和清漆 揮發性有機化合物(VOC)含量的測定 差值法》(GB/T 23985–2009，等同於ISO 11890-1:2007)和《色漆和清漆 揮發性有機化合物(VOC)含量的測定 氣相色譜法》(GB/T 23986–2009，等同於ISO 11890-2:2006)中的VOCs 定義。
《建築鋼結構防腐塗料中有害物質限量》(GB 30981–2014)則是首個採用了這個定義的國家強制性標準。新發布的國家推薦性標準《兒童房裝飾用內牆塗料》(GB/T 34676–2017)以及已經送審的國家強制性標準《船舶塗料中有害物質限量》和《室內地坪塗料中有害物質限量》也都採用了這個定義。相信以後由SAC/TC5 制定的塗料產品標準都會採用這個定義。
2 環境標準中的VOCs 定義
大氣汙染物排放標準主要關注從設施中向大氣排放的包括VOCs 在內的汙染物的排放限值，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保部或由環保部委託地方環保局，又或由地方環保局主動制定的。目前，在各種環境標準中流行著2 個VOCs 定義。
2. 1 在20 °C 時，飽和蒸汽壓大於或等於0.01 kPa，或者在特定適用條件下具有相應揮發性的全部有機化合物的統稱，簡稱10 Pa 定義
這個定義最初由歐洲溶劑工業集團(ESIG)提出，可以認為是特定條件下的蒸發性定義。CEPE 認為對於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《關於限制在某些活動或設施中由於使用有機溶劑排放的VOCs》(1999/13/EC)便採用了該定義。2015 年以前，我國沒有發佈國家大氣汙染物排放標準。當時一些地方環保局制定的地方環境標準中採用了該VOCs 定義，如重慶的《汽車整車製造表面塗裝大氣汙染物排放標準》(DB 50/577–2015)及天津的《工業企業揮發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，環保部參考並採納了美國環境保護署(EPA)的《新固定源性能標準》(Standards of Performance for New Stationary Sources)第60.2 節(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，或者依據條款規定的特定程序確定的有機化合物”，並在其發佈的《合成樹脂工業汙染物排放標準》(GB 31572–2015)、《石油煉製工業汙染物排放標準》(GB 31570–2015)和《石油化學工業汙染物排放標準》(GB 31571–2015)這3 個標準中採用了上述定義。
從此以後，環保部在國家環境標準和地方環境標準中強制推行這個定義，如北京地方標準《汽車整車製造業(塗裝工序)大氣汙染物排放標準》(DB 11/1227–2015)和上海地方標準《汽車製造業(塗裝)大氣汙染物排放標準》(DB 31/859–2014)都採用了該定義。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：一是用於核算或者備案的VOCs 指20 °C 時蒸汽壓不小於10 Pa 或者101.325 kPa 標準大氣壓下沸點不高於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性的有機化合物的統稱，但是不包括甲烷;二是以非甲烷總烴(NMHC)作為排氣筒、廠界大氣汙染物監控、廠區內大氣汙染物監控點以及汙染物回收淨化設施去除效率的揮發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，有利於管理。但這樣的實踐是否會引起地區間的不公平問題，有待時間檢驗。
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3. 建築工業標準中的VOCs 定義
建築工業標準主要關注從塗料幹膜中釋放的VOCs 限值，即主要關注室內空氣質量。由上海市建築科學研究院制定的建築行業推薦性標準《低揮發性有機化合物(VOC)水性內牆塗覆材料》(JG/T 481–2015)參考並採納了《室內空氣 第6 部分：室內及測試艙空氣中揮發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，採用釋放測試艙測定VOCs 的釋放量。定義如下：
用非極性色譜柱(極性指數小於10)對採集樣品進行分析，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 條款規定：膏狀膩子、內牆底漆和內牆面漆的有害物質限量的檢測按GB 18582–2008 的規定進行，木器漆有害物質限量的檢測按GB 24410–2009《室內裝飾裝修材料 水性木器塗料中有害物質限量》的規定進行。而上述兩項標準中的VOCs 都採用了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，它們的關係大致如下圖所示：
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