在環(huán)境監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)過程中,VOC、VOCs、TVOC、非甲烷總烴(NMHC)是常見的有機(jī)污染物表征指標(biāo)。這些指標(biāo)對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)有重要意義,但是由于含義、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、監(jiān)測(cè)方法等的差異又極易混淆。而在不同的環(huán)境監(jiān)測(cè)過程中,選用合適的監(jiān)測(cè)指標(biāo),進(jìn)而采用正確的監(jiān)測(cè)方法及評(píng)價(jià)體系,其監(jiān)測(cè)結(jié)果才具有可信度。因此,正確區(qū)分VOC、VOCs、TVOC、非甲烷總烴之間的差異并運(yùn)用于實(shí)踐工作中,是環(huán)境工作者的必備技能。
1、VOC
VOC是揮發(fā)性有機(jī)化合物(volatile organic compounds)的英文縮寫。普通意義上的VOC就是指揮發(fā)性有機(jī)物,只說明什么是揮發(fā)性有機(jī)物,或者是在什么條件下是揮發(fā)性有機(jī)物;
各國(guó)對(duì)VOC的定義
美國(guó)ASTM D3960-98標(biāo)準(zhǔn)將VOC定義為任何能參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物。美國(guó)聯(lián)邦環(huán)保署(EPA)的定義:揮發(fā)性有機(jī)化合物是除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。
世界衛(wèi)生組織(WHO,1989)對(duì)總揮發(fā)性有機(jī)化合物(TVOC)的定義為,熔點(diǎn)低于室溫而沸點(diǎn)在50~260℃之間的揮發(fā)性有機(jī)化合物的總稱。
有關(guān)色漆和清漆通用術(shù)語的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4618/1-1998和德國(guó)DIN 55649-2000標(biāo)準(zhǔn)對(duì)VOC的定義是,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。同時(shí),德國(guó)DIN 55649-2000標(biāo)準(zhǔn)在測(cè)定VOC含量時(shí),又做了一個(gè)限定,即在通常壓力條件下,沸點(diǎn)或初餾點(diǎn)低于或等于250℃的任何有機(jī)化合物。
巴斯夫公司則認(rèn)為,*方便和*常見的方法是根據(jù)沸點(diǎn)來界定哪些物質(zhì)屬于VOC,而*普遍的共識(shí)認(rèn)為VOC是指那些沸點(diǎn)等于或低于250℃的化學(xué)物質(zhì)。所以沸點(diǎn)超過250℃的那些物質(zhì)不歸入VOC的范疇,往往被稱為增塑劑。
VOC指標(biāo)存在一定的不足,VOC種類繁多,但在監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)過程中不可能將所有揮發(fā)性有機(jī)物均囊括。因此,國(guó)內(nèi)衍生出諸如VOCs、TVOC、非甲烷總烴等指標(biāo)。
2、VOCs
VOCs基本上包含了所有揮發(fā)性有機(jī)污染物,強(qiáng)調(diào)對(duì)VOC各組分的分析,在此基礎(chǔ)上分析各成分的加合結(jié)果。
標(biāo)準(zhǔn)國(guó)標(biāo)對(duì)于VOCs的監(jiān)測(cè),使用的是《環(huán)境空氣 揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定 罐采樣/氣相色譜-質(zhì)譜法》(HJ 759-2015)。該方法可對(duì)直鏈烴、環(huán)烷烴、芳香烴、含氧化合物、苯系物、鹵代烴等大多數(shù)揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)分析,檢測(cè)組分多達(dá)67種,是目前VOCs檢測(cè)組分*齊全的方法。
3、TVOC
定義室內(nèi)空氣研究人員通常將各種被測(cè)量的VOC加總稱為總揮發(fā)性有機(jī)物TVOC(Total Volatile Organic Compounds)。
我國(guó)《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 18883-2002)指出TOVC是利用Tenax GC或Tenax TA采樣,用非極性色譜柱(極性指數(shù)小于3)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。可見,TVOC是主要用于室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的指標(biāo),其檢測(cè)項(xiàng)目主要是C6—C16之間的揮發(fā)性有機(jī)物。
標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 18883-2002)明確了TVOC的一級(jí)、二級(jí)室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。目前,TVOC主要用于室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè),可較為快速地監(jiān)測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物,用于空氣質(zhì)量好壞的定性指標(biāo)。
但該標(biāo)準(zhǔn)頒布時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),與近年來我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的相關(guān)環(huán)境監(jiān)管問題是否適應(yīng)還有待商榷。由于TVOC主要用于室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè),其排放標(biāo)準(zhǔn)則未頒布。TVOC的檢測(cè)方法,《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 18883-2002)推薦使用熱解吸/毛細(xì)管氣相色譜法。由于*終表示結(jié)果未涉及具體檢測(cè)組分,在實(shí)際監(jiān)測(cè)過程中,監(jiān)測(cè)人員為求監(jiān)測(cè)的快速性,常常少檢測(cè)指標(biāo)或者選擇性的檢測(cè)。也有采用手持式監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行采樣檢測(cè),這些儀器的靈敏度有限,檢測(cè)效果可靠性不足。
4、非甲烷總烴
定義《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)詳解》中定義為:指除甲烷以外所有的總稱,主要包括烷烴、烯烴、芳香烴和含氧烴等組分。
烴類物質(zhì)在通常條件下,除甲烷外多以液態(tài)或固態(tài)存在,并依據(jù)其分子量大小和結(jié)構(gòu)形式的差別具有不同的蒸氣壓,因而作為大氣污染物的,實(shí)際上是指具有C2~C12的烴類物質(zhì)。
烴類物質(zhì)具有易燃易爆的特性,其具體的物理視單體組成及濃度而定。
而《固定污染源排氣中非甲烷總烴的測(cè)定 法》(HJ/T38-2017)中的定義為:指除甲烷以外的(其中主要是C2~C8)的總稱。在規(guī)定的條件下所測(cè)得的非甲烷總烴,是對(duì)于有明顯響應(yīng)的除甲烷外總量,以碳計(jì)。
標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境空氣中NMHC的檢測(cè)方法參照《空氣和廢氣監(jiān)測(cè)方法(第四版)》共有三種方法,其中方法一和方法二分別檢測(cè)空氣中總烴和甲烷烴的含量,二者之差即為NMHC,兩種方法均使用GC-FID進(jìn)行檢測(cè)。方法三使用GDX-102和TDX-01吸附管常溫下采集空氣,樣品熱解吸后進(jìn)入GC-FID檢測(cè),測(cè)定結(jié)果以正戊烷計(jì)算。對(duì)于污染源NMHC的檢測(cè),則參照《固定污染源排氣中非甲烷總烴的測(cè)定 氣相色譜法》(HJ/T 38-2017)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了組織排放和無組織排放NMHC的監(jiān)測(cè)方法,使用雙柱雙FID氣相色譜儀,直接進(jìn)樣,分別測(cè)定甲烷和總烴含量,二者之差即為NMHC含量。
從非甲烷總烴、TVOC、VOCs 的定義可以看出,非 甲烷總烴主要指 C2 - C12之間的烴類物質(zhì),TVOC 主要 指 C6 到 C16之間的揮發(fā)性有機(jī)化合物,VOCs 的范圍 相對(duì)較廣,基本上包含了所有的揮發(fā)性有機(jī)污染物。
從監(jiān)測(cè)方法的比較上可以看出,TVOC 和 VOCs 標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)方法相對(duì)較少,非甲烷總烴有多種監(jiān)測(cè)方 法; VOCs 監(jiān)測(cè)時(shí)不同的采樣方式,體現(xiàn)的污染物特征 不同。
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