从VOCs的定义浅析有机污染
由于有机化合物是由多碳链、多元素、多种同分异构体(包括空间立体异构和镜面手性异构)而组成,使得其数量高达数百万之多,且还在不断增加。当有机物进入水体,会引起COD的增加,消耗水中的溶解氧,破坏水体的氧平衡;进入大气环境,则会影响大气环境质量。对于数目庞大的有机化合物难以分别一一检测出来,这就需要用“有机污染综合指标”来表征其大致组成,从而综合评价其环境影响和风险程度。
我国水体的有机污染综合指标(COD、BOD、TOC)早在许多年前就开始有研究,并于上世纪八十年代出现了COD和BOD5的分析方法标准,随后COD又成了水体总量控制指标,在水污染防治和改善水环境质量中起了十分重要的作用。但在大气污染中,却一直缺乏这么一个重要的有机污染综合指标,非甲烷总烃(non-methane hydrocarbons,简称NMHC)通常是指除甲烷以外的所有可挥发的碳氢化合物(其中主要是C2-C12),但也仅是局部地引入了这个概念,由2~12个碳组成的烃类化合物十分有限,它难以包括众多易挥发的含有氧、氮、硫、磷等元素的其他有机物。现在的“挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,简称VOC或VOCs)”才是真正意义上的大气有机污染综合指标。
VOCs是一种有机混合物,有关VOCs的定义就有多种版本。从广义上来说,任何液体或固体在常温常压下,自然挥发出来的有机物就应是总挥发性有机化合物。有关挥发性有机物的定义有多种版本,如表1所示。
表1 挥发性有机物的定义
序号 |
VOC的定义 |
包含的有机物 |
来源 |
1 |
是指沸点在50℃-260℃的化合物,室温下饱和蒸汽压超过133.32Pa,在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物 |
按其化学结构的不同,可以进一步分为八类:烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他 |
世界卫生组织 |
2 |
利用Tenax GC或Tenax TA采样,热解吸/GC/FID或MSD(质分析;用非极性色谱柱(极性指数<10)进行分析,包括室内空气中常见的化合物定性和定量。 |
根据单一校正曲线,对尽可能多的TVOC,至少应对10个最高峰进行定量,并与TVOC一起列出这些化合物的名称和浓度 |
欧盟室内空气质量联合行动委员会 |
3 |
任何能参加大气光化学反应有机化合物 |
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美国ASTM D3960-98 |
4 |
挥发性有机化合物是除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外,任何参加大气光化学反应的碳化合物。 |
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美国联邦环保署(EPA) |
5 |
在通常压力条件下,沸点或初馏点低于或等于250℃的任何有机化合物。 |
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德国DIN 55649-2000 |
6 |
原则上,在常温常压下,任何能自发挥发的有机液体和/或固体 |
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有关色漆和清漆通用术语的国际标准ISO 4618/1-1998和德国DIN 55649-2000标准 |
7 |
在20℃条件下蒸气压大于或等于0.01 kPa,或者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 |
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炼油与石油化学工业大气污染物排放标准 (DB11/ 447-2007) |
8 |
根据沸点来界定哪些物质属于VOC,而最普遍的共识认为VOC是指那些沸点等于或低于250℃的化学物质 |
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巴斯夫(BASF)公司 |
9 |
利用Tenax GC或Tenax TA采样,非极性色谱柱(极性指数≤10)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 |
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《室内空气质量标准》(GB/T18883-2002) |
10 |
涂料中总挥发物含量扣减水分含量,即为涂料中挥发性有机化合物含量 |
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《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》(GB18582-2008) |
11 |
在20℃条件下蒸气压大于或等于0.01 kPa,或者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 |
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北京市地方标准《炼油与石油化学工业大气污染物排放标准(征求意见稿)》 |
12 |
在特定试验条件下,所测定的材料和空气中挥发性有机化合物的总量 |
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《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB50325-2014) |
13 |
沸点在260℃以下的有机物,它们在空气中有较高的蒸汽压,容易挥发,以气态形式存在于环境空气中 |
按照化合物种类可以分为以下几类:①烷烃类、②烯烃类、③芳烃类、④卤代烃类、⑤醛类、⑥酮类、⑦醇、酸、酯类、⑧有机胺、⑨有机硫化合物 |
《空气和废气监测分析方法(第四版)》[3] |
以上这些定义有相同之处,但也各有侧重。如美国的定义,对沸点初馏点不作限定,强调参加大气光化学反应。不参加大气光化学反应的就叫作豁免溶剂,如丙酮、四氯乙烷等。而世界卫生组织和巴斯夫则对沸点或初馏点作限定,不管其是否参加大气光化学反应。国际标准ISO 4618/1-1998和德国DIN 55649-2000标准对沸点初馏点不作限定,也不管是否参加大气光化学反应,只强调在常温常压下能自发挥发。
我们可将这些VOC的定义分为两类,一类是普通意义上的VOC定义,只说明什么是挥发性有机物,或者是在什么条件下是挥发性有机物;另一类是环保意义上的定义,也就是说,是活泼的那一类挥发性有机物,即会产生危害的那一类挥发性有机物。
(资讯来源:《现代科学仪器》期刊,由“现代科学仪器网”官方发布,转载请注明来源)

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