大氣中的VOCs不僅是生成光(guāng)化學煙(yān)霧汙染物的主要前體物,同(tóng)時也是大氣(qì)細粒子中有毒有害有機組分的重要來源,對形成灰霾有重要貢獻,且一些VOCs本身具有毒(dú)性和致(zhì)癌性。隨著我國大氣汙(wū)染控製的不斷深化(huà),VOCs成為繼顆粒物、二氧化硫、氮氧化(huà)物之後,我國大氣汙染控製中(zhōng)又一新的關注點。
VOCs定義
VOCs是一類有機化合物的組合,不同組織對(duì)其有不同的定義,主要分為(wéi)兩類,一類是學術意義上的定義,一類是環保意義上的定義。
化學意義上(shàng)的定義(yì)主要有五種:
1)揮發性有機物汙染防治技術政策定義VOCs為熔點低於(yú)室溫、沸點範圍在50℃~260℃之間的有機化合(hé)物(wù);
2)世界衛生組織將(jiāng)VOCs定義為沸點範圍在(zài)50-260℃之間,室(shì)溫下飽和蒸汽壓超過133.32Pa,在常溫下以蒸汽形式存在於空氣中的一類有機物(wù),按揮發性有(yǒu)機物(wù)化學(xué)結(jié)構(gòu)可進一步分為8類:烷類(lèi)、芳(fāng)烴類、烯(xī)類、鹵烴類(lèi)、酯類、醇類、酮類和其他化合物;
3)ISO 4618/1-1998中VOCs指原則上,在常溫常壓下,任何能自發揮(huī)發的(de)有機液體和(hé)/或固(gù)體;
4)德國DIN55649-2000將VOCs定義(yì)為在常溫(wēn)常壓(yā)下,任何能自發揮發的有機液體和/或固體,在通常(cháng)壓力條件下,沸點或初餾點低於或等(děng)於250℃的任何有機化合(hé)物;
5)我國北京地方標準DB11/447-2007中將VOCs定義在20℃條件下蒸汽壓大於或等於0.01kPa,或(huò)者特定適用條件下具(jù)有相應揮發性的(de)全部有機化合物的統稱。
環保意義上的定義主要有兩種:
1)美(měi)國EPA對VOCs的定(dìng)義(yì)為除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金(jīn)屬碳酸鹽和碳酸銨外,任何(hé)參加大氣光化學反應的碳化合物;
2)美國ASTM D3960-98中VOCs指任(rèn)何能參加大氣(qì)光化學反應的有機化合物。
我國大(dà)氣汙染防治相關政策和標準(zhǔn)中(zhōng),還沒有大氣中VOCs的明(míng)確定(dìng)義,而VOCs的定義關係到檢測方法製定、治理措施等問題。
VOCs標準
我國VOCs檢測標準有《HJ 732-2014固定汙染源廢氣 揮發性(xìng)有機物的采樣 氣袋(dài)法》、《HJ 733-2014泄漏和敞開液麵(miàn)排放的揮(huī)發(fā)性有(yǒu)機物檢測技術導則》、《HJ 734-2014固定汙染源廢氣 揮(huī)發(fā)性有(yǒu)機物的測定 固相吸附-熱脫附/氣相色譜-質譜法》、《HJ 644-2013 環境(jìng)空氣 揮發性有機物的測定 吸附管采樣-熱脫附 氣相色譜-質譜法》以及《GB 21902-2008 合成革與人造革工(gōng)業汙染物排放標準》附(fù)錄C,均采用色譜法進行分析(xī)。
VOCs排放標準國家還沒(méi)有相關規定,但是上海、天津、廣東等地區針對不同行業製定了一些地區標準(zhǔn),如《DB12/524-2014 工業企業(yè)揮發性有機物排放控製標(biāo)準(天津)》、《DB44/814-2010家(jiā)具製造行業揮發性有(yǒu)機化合物(wù)排放標準(zhǔn)(廣東)》、《DB44/815-2010印刷行業(yè)揮發性有機化合物排放標準(廣東)》、《DB44/816-2010表麵塗裝(汽車製造業)揮發性有機化合(hé)物排放標準(廣東)》、《DB44/817-2010製鞋行(háng)業揮發性有機化(huà)合物(wù)排放標準(廣東)》、《DB31/374-2006半導體行業汙染物排放標準(上海)》。
美國(guó)EPA在上世紀八九十年代製定了一係(xì)列大(dà)氣有毒有機(jī)物檢測標準,其中涉(shè)及VOCs檢測的共有6項,均是氣相色譜(pǔ)法(fǎ),但可配備不同的采樣(yàng)方法和檢測方(fāng)法(fǎ)。
VOCs檢測
我國大氣中的VOCs主要來源(yuán)於石(shí)油化工、有機化(huà)工(gōng)、表麵塗裝、包裝印刷、醫藥、塑(sù)料製品等行業。因此大氣中VOCs的檢測(cè)主要應用(yòng)於(yú)三個方麵:一大氣中VOCs檢測;二汙染源集中排放VOCs檢測;三生產過程VOCs泄露檢測。與三種應用場合相適應,VOCs的檢測儀器也分為實驗(yàn)室儀器、在線(xiàn)式(shì)儀器(qì)和便攜式儀器三類。
實驗室VOCs檢測
VOCs實驗(yàn)室分(fèn)析發展較早(zǎo),也(yě)比較(jiào)成熟。分(fèn)析方法(fǎ)為使用采樣袋、蘇碼罐、吸附劑或吸收液將VOCs采集回實驗(yàn)室,再(zài)經過熱解析、溶劑解析等(děng)前處理過程後,利用GC或HPLC分析。
實驗室VOCs檢測主要難點在(zài)於選擇(zé)合適的采樣方法保證可以采集到(dào)所有揮發性有機汙染物,製定規範的運輸方案防止運輸過程中VOCs的(de)損失,選擇合適的前處理過程保證所有的(de)揮發性有機物進入分析儀(yí)器。
實驗室分析方法(fǎ)的主要優勢是結果準確,主要缺點是時效性差,采樣和運輸過程中(zhōng)易導致樣品損失(shī),影響測定的準確性和可靠性。
在線VOCs檢測儀
VOCs在線分析(xī)儀主要有在線氣(qì)相色譜儀、在線質譜(pǔ)儀、在線氣質(zhì)聯用儀(yí)、在線PID和FID檢測器、在線紅外光譜儀、在(zài)線激光檢測儀和在(zài)線差分光(guāng)學吸收光譜儀等。
由於(yú)VOCs沒有標準(zhǔn)的檢測方(fāng)法,而且在線係統用於現場檢測,而不同現場的揮發性有機物種類差異較大且相對穩定,故檢測需求(qiú)不同。因(yīn)此(cǐ)需要根據自身的需求(qiú)和各種檢測儀器的特點選擇合適的檢測方法。
在線氣相色譜(pǔ)儀可檢測出已知揮發性有機物的濃度;在線質譜儀可同時實(shí)現揮(huī)發性有機物的定性和定量檢測,但無法區分同分(fèn)異構體;在線PID和FID檢測器(qì)可得出VOCs的總量,且儀器體積較小;各種在線光譜儀檢測範圍寬,可適應各種工業(yè)場合(hé)應用。
推薦儀(yí)器:青島環控設(shè)備有限公司——環境空氣中VOCs在線監(jiān)測係統。
便攜(xié)式(shì)VOCs儀器
便攜式VOCs分析儀主要有便攜式FID/PID檢測器、便攜(xié)紅外分析儀、便攜激光光譜(pǔ)儀(yí)、便攜式氣質聯用(yòng)儀等。
最新公布的環保部標準中便攜式儀器(qì)提到了(le)FID檢測器、PID檢測器和紅外吸收檢測器(qì)三種。
推薦儀器:青島環控設備有限公司——PF-300 便攜式總烴/非甲烷總(zǒng)烴現場測試(shì)儀。
揮發性有機物是一種混合物,由於其定義未明確,因(yīn)此監測需求也不明確。目前(qián)的主要檢測(cè)方法是氣相色譜法、質譜法和光(guāng)譜法,環保部公布(bù)的行業標準中(zhōng)采用的是(shì)氣質聯用法。其中環境空氣(qì)揮發性有機物(wù)(HJ644)標準中測定的是35種目標有(yǒu)機化合物,主(zhǔ)要是(shì)烷烴、烯烴(tīng)和苯係物,固定汙染源(yuán)廢氣揮發性有機物(HJ734)標準中測定的是24種目標有(yǒu)機化合物,主要是酮類、酯類、烯烴(tīng)類和苯係物。