大氣中揮發(fā)性有機(jī)物VOCs及檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)況

1VOCs定義

VOCs是一類有機(jī)化合物的組合，不同組織對(duì)其有不同的定義，主要分為兩類，一類是學(xué)術(shù)意義上的定義，一類是環(huán)保意義上的定義。

化學(xué)意義上的定義主要有五種：1)揮發(fā)性有機(jī)物污染防治技術(shù)政策定義VOCs為熔點(diǎn)低于室溫、沸點(diǎn)范圍在50℃~260℃之間的有機(jī)化合物;2)世界衛(wèi)生組織將VOCs定義為沸點(diǎn)范圍在50-260℃之間，室溫下飽和蒸汽壓超過133.32Pa，在常溫下以蒸汽形式存在于空氣中的一類有機(jī)物，按揮發(fā)性有機(jī)物化學(xué)結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步分為8類：烷類、芳烴類、烯類、鹵烴類、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(fā)揮發(fā)的有機(jī)液體和/或固體;4)德國(guó)DIN55649-2000將VOCs定義為在常溫常壓下，任何能自發(fā)揮發(fā)的有機(jī)液體和/或固體，在通常壓力條件下，沸點(diǎn)或初餾點(diǎn)低于或等于250℃的任何有機(jī)化合物;5)我國(guó)北京地方標(biāo)準(zhǔn)DB11/447-2007中將VOCs定義在20℃條件下蒸汽壓大于或等于0.01kPa，或者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。

部分揮發(fā)性有機(jī)物

環(huán)保意義上的定義主要有兩種：1)美國(guó)EPA對(duì)VOCs的定義為除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外，任何參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物;2)美國(guó)ASTM D3960-98中VOCs指任何能參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物。

我國(guó)大氣污染防治相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)中，還沒有大氣中VOCs的明確定義，而VOCs的定義關(guān)系到檢測(cè)方法制定、治理措施等問題。

2VOCs監(jiān)測(cè)方法與排放標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)VOCs檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)有《HJ 732-2014固定污染源廢氣 揮發(fā)性有機(jī)物的采樣 氣袋法》、《HJ 733-2014泄漏和敞開液面排放的揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》、《HJ 734-2014固定污染源廢氣 揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定 固相吸附-熱脫附/氣相色譜-質(zhì)譜法》、《HJ 644-2013 環(huán)境空氣 揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定 吸附管采樣-熱脫附 氣相色譜-質(zhì)譜法》以及《GB 21902-2008 合成革與人造革工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》附錄C，均采用色譜法進(jìn)行分析。

VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家還沒有相關(guān)規(guī)定，但是上海、天津、廣東等地區(qū)針對(duì)不同行業(yè)制定了一些地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，如《DB12/524-2014 工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)(天津)》、《DB44/814-2010家具制造行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)(廣東)》、《DB44/815-2010印刷行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)(廣東)》、《DB44/816-2010表面涂裝(汽車制造業(yè))揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)(廣東)》、《DB44/817-2010制鞋行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)(廣東)》、《DB31/374-2006半導(dǎo)體行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(上海)》。

美國(guó)EPA在上世紀(jì)八九十年代制定了一系列大氣有毒有機(jī)物檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，其中涉及VOCs檢測(cè)的共有6項(xiàng)，均是氣相色譜法，但可配備不同的采樣方法和檢測(cè)方法。

3VOCs檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀

我國(guó)大氣中的VOCs主要來源于石油化工、有機(jī)化工、表面涂裝、包裝印刷、醫(yī)藥、塑料制品等行業(yè)。因此大氣中VOCs的檢測(cè)主要應(yīng)用于三個(gè)方面：一大氣中VOCs檢測(cè);二污染源集中排放VOCs檢測(cè);三生產(chǎn)過程VOCs泄露檢測(cè)。與三種應(yīng)用場(chǎng)合相適應(yīng)，VOCs的檢測(cè)儀器也分為實(shí)驗(yàn)室儀器、在線式儀器和便攜式儀器三類。

實(shí)驗(yàn)室VOCs檢測(cè)

VOCs實(shí)驗(yàn)室分析發(fā)展較早，也比較成熟。分析方法為使用采樣袋、蘇碼罐、吸附劑或吸收液將VOCs采集回實(shí)驗(yàn)室，再經(jīng)過熱解析、溶劑解析等前處理過程后，利用GC或HPLC分析。

實(shí)驗(yàn)室VOCs檢測(cè)主要難點(diǎn)在于選擇合適的采樣方法保證可以采集到所有揮發(fā)性有機(jī)污染物，制定規(guī)范的運(yùn)輸方案防止運(yùn)輸過程中VOCs的損失，選擇合適的前處理過程保證所有的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)入分析儀器。

實(shí)驗(yàn)室分析方法的主要優(yōu)勢(shì)是結(jié)果準(zhǔn)確，主要缺點(diǎn)是時(shí)效性差，采樣和運(yùn)輸過程中易導(dǎo)致樣品損失，影響測(cè)定的準(zhǔn)確性和可靠性。

在線VOCs檢測(cè)儀

VOCs在線分析儀主要有在線氣相色譜儀、在線質(zhì)譜儀、在線氣質(zhì)聯(lián)用儀、在線PID和FID檢測(cè)器、在線紅外光譜儀、在線激光檢測(cè)儀和在線差分光學(xué)吸收光譜儀等。

由于VOCs沒有標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)方法，而且在線系統(tǒng)用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，而不同現(xiàn)場(chǎng)的揮發(fā)性有機(jī)物種類差異較大且相對(duì)穩(wěn)定，故檢測(cè)需求不同。因此需要根據(jù)自身的需求和各種檢測(cè)儀器的特點(diǎn)選擇合適的檢測(cè)方法。

在線氣相色譜儀可檢測(cè)出已知揮發(fā)性有機(jī)物的濃度;在線質(zhì)譜儀可同時(shí)實(shí)現(xiàn)揮發(fā)性有機(jī)物的定性和定量檢測(cè)，但無法區(qū)分同分異構(gòu)體;在線PID和FID檢測(cè)器可得出VOCs的總量，且儀器體積較小;各種在線光譜儀檢測(cè)范圍寬，可適應(yīng)各種工業(yè)場(chǎng)合應(yīng)用。

在線VOCs檢測(cè)儀主要的國(guó)內(nèi)廠家有聚光科技、廣州禾信、寶英科技、中科光電、富瞻環(huán)保、武漢天虹等，國(guó)外廠家有英國(guó)Markes、日本亞那科、奧地利IONICON、韓國(guó)KNR、德國(guó)AMA、法國(guó)Chromatotec、美國(guó)CerexMS等。

便攜式VOCs儀器

便攜式

部分揮發(fā)性有機(jī)物

環(huán)保意義上的定義主要有兩種：1)美國(guó)EPA對(duì)VOCs的定義為除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外，任何參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物;2)美國(guó)ASTM D3960-98中VOCs指任何能參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物。

我國(guó)大氣污染防治相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)中，還沒有大氣中VOCs的明確定義，而VOCs的定義關(guān)系到檢測(cè)方法制定、治理措施等問題。

2VOCs監(jiān)測(cè)方法與排放標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)VOCs檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)有《HJ 732-2014固定污染源廢氣 揮發(fā)性有機(jī)物的采樣 氣袋法》、《HJ 733-2014泄漏和敞開液面排放的揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》、《HJ 734-2014固定污染源廢氣 揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定 固相吸附-熱脫附/氣相色譜-質(zhì)譜法》、《HJ 644-2013 環(huán)境空氣 揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定 吸附管采樣-熱脫附 氣相色譜-質(zhì)譜法》以及《GB 21902-2008 合成革與人造革工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》附錄C，均采用色譜法進(jìn)行分析。

VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家還沒有相關(guān)規(guī)定，但是上海、天津、廣東等地區(qū)針對(duì)不同行業(yè)制定了一些地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，如《DB12/524-2014 工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)(天津)》、《DB44/814-2010家具制造行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)(廣東)》、《DB44/815-2010印刷行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)(廣東)》、《DB44/816-2010表面涂裝(汽車制造業(yè))揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)(廣東)》、《DB44/817-2010制鞋行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)(廣東)》、《DB31/374-2006半導(dǎo)體行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(上海)》。

美國(guó)EPA在上世紀(jì)八九十年代制定了一系列大氣有毒有機(jī)物檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，其中涉及VOCs檢測(cè)的共有6項(xiàng)，均是氣相色譜法，但可配備不同的采樣方法和檢測(cè)方法。

3VOCs檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀

我國(guó)大氣中的VOCs主要來源于石油化工、有機(jī)化工、表面涂裝、包裝印刷、醫(yī)藥、塑料制品等行業(yè)。因此大氣中VOCs的檢測(cè)主要應(yīng)用于三個(gè)方面：一大氣中VOCs檢測(cè);二污染源集中排放VOCs檢測(cè);三生產(chǎn)過程VOCs泄露檢測(cè)。與三種應(yīng)用場(chǎng)合相適應(yīng)，VOCs的檢測(cè)儀器也分為實(shí)驗(yàn)室儀器、在線式儀器和便攜式儀器三類。

實(shí)驗(yàn)室VOCs檢測(cè)

VOCs實(shí)驗(yàn)室分析發(fā)展較早，也比較成熟。分析方法為使用采樣袋、蘇碼罐、吸附劑或吸收液將VOCs采集回實(shí)驗(yàn)室，再經(jīng)過熱解析、溶劑解析等前處理過程后，利用GC或HPLC分析。

實(shí)驗(yàn)室VOCs檢測(cè)主要難點(diǎn)在于選擇合適的采樣方法保證可以采集到所有揮發(fā)性有機(jī)污染物，制定規(guī)范的運(yùn)輸方案防止運(yùn)輸過程中VOCs的損失，選擇合適的前處理過程保證所有的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)入分析儀器。

實(shí)驗(yàn)室分析方法的主要優(yōu)勢(shì)是結(jié)果準(zhǔn)確，主要缺點(diǎn)是時(shí)效性差，采樣和運(yùn)輸過程中易導(dǎo)致樣品損失，影響測(cè)定的準(zhǔn)確性和可靠性。

在線VOCs檢測(cè)儀

VOCs在線分析儀主要有在線氣相色譜儀、在線質(zhì)譜儀、在線氣質(zhì)聯(lián)用儀、在線PID和FID檢測(cè)器、在線紅外光譜儀、在線激光檢測(cè)儀和在線差分光學(xué)吸收光譜儀等。

由于VOCs沒有標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)方法，而且在線系統(tǒng)用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，而不同現(xiàn)場(chǎng)的揮發(fā)性有機(jī)物種類差異較大且相對(duì)穩(wěn)定，故檢測(cè)需求不同。因此需要根據(jù)自身的需求和各種檢測(cè)儀器的特點(diǎn)選擇合適的檢測(cè)方法。

在線氣相色譜儀可檢測(cè)出已知揮發(fā)性有機(jī)物的濃度;在線質(zhì)譜儀可同時(shí)實(shí)現(xiàn)揮發(fā)性有機(jī)物的定性和定量檢測(cè)，但無法區(qū)分同分異構(gòu)體;在線PID和FID檢測(cè)器可得出VOCs的總量，且儀器體積較小;各種在線光譜儀檢測(cè)范圍寬，可適應(yīng)各種工業(yè)場(chǎng)合應(yīng)用。

在線VOCs檢測(cè)儀主要的國(guó)內(nèi)廠家有聚光科技、廣州禾信、寶英科技、中科光電、富瞻環(huán)保、武漢天虹等，國(guó)外廠家有英國(guó)Markes、日本亞那科、奧地利IONICON、韓國(guó)KNR、德國(guó)AMA、法國(guó)Chromatotec、美國(guó)CerexMS等。

便攜式VOCs儀器

便攜式VOCs分析儀主要有便攜式FID/PID檢測(cè)器、便攜紅外分析儀、便攜激光光譜儀、便攜式氣質(zhì)聯(lián)用儀等。

公布的環(huán)保部標(biāo)準(zhǔn)中便攜式儀器提到了FID檢測(cè)器、PID檢測(cè)器和紅外吸收檢測(cè)器三種。

便攜式VOCs檢測(cè)儀主要的國(guó)內(nèi)廠商有東西分析、嶗應(yīng)、富瞻環(huán)保、申貝儀器等，國(guó)外廠商有美國(guó)Inficon、英國(guó)SIGNAL、美國(guó)格雷沃夫、美國(guó)華瑞、日本亞那科、英國(guó)科爾康等。

揮發(fā)性有機(jī)物是一種混合物，由于其定義未明確，因此監(jiān)測(cè)需求也不明確。目前的主要檢測(cè)方法是氣相色譜法、質(zhì)譜法和光譜法，環(huán)保部公布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中采用的是氣質(zhì)聯(lián)用法。其中環(huán)境空氣揮發(fā)性有機(jī)物(HJ644)標(biāo)準(zhǔn)中測(cè)定的是35種目標(biāo)有機(jī)化合物，主要是烷烴、烯烴和苯系物，固定污染源廢氣揮發(fā)性有機(jī)物(HJ734)標(biāo)準(zhǔn)中測(cè)定的是24種目標(biāo)有機(jī)化合物，主要是酮類、酯類、烯烴類和苯系物。

主要有便攜式FID/PID檢測(cè)器、便攜紅外分析儀、便攜激光光譜儀、便攜式氣質(zhì)聯(lián)用儀等。

公布的環(huán)保部標(biāo)準(zhǔn)中便攜式儀器提到了FID檢測(cè)器、PID檢測(cè)器和紅外吸收檢測(cè)器三種。

便攜式VOCs檢測(cè)儀主要的國(guó)內(nèi)廠商有東西分析、嶗應(yīng)、富瞻環(huán)保、申貝儀器等，國(guó)外廠商有美國(guó)Inficon、英國(guó)SIGNAL、美國(guó)雷格沃夫、美國(guó)華瑞、日本亞那科、英國(guó)科爾康等。

揮發(fā)性有機(jī)物是一種混合物，由于其定義未明確，因此監(jiān)測(cè)需求也不明確。目前的主要檢測(cè)方法是氣相色譜法、質(zhì)譜法和光譜法，環(huán)保部公布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中采用的是氣質(zhì)聯(lián)用法。其中環(huán)境空氣揮發(fā)性有機(jī)物(HJ644)標(biāo)準(zhǔn)中測(cè)定的是35種目標(biāo)有機(jī)化合物，主要是烷烴、烯烴和苯系物，固定污染源廢氣揮發(fā)性有機(jī)物(HJ734)標(biāo)準(zhǔn)中測(cè)定的是24種目標(biāo)有機(jī)化合物，主要是酮類、酯類、烯烴類和苯系物。