【科普】全球挥发性有机化合物(VOCs)定义解析-北极星大气网

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引言

术语VOCs在大气环境和职业健康法规中广泛使用，但是在不同的法规之间，术语VOCs的定义模糊不清，给VOCs的鉴定、分析测试等带来诸多不便。目前，全球至少有四种不同的定义在使用，但是它们都无法准确描述所有场合下的同一种化学品。所有定义都试图规定挥发和不挥发化合物之间的区别。

四种通用定义总结如下：20°C下蒸气压大于10Pa的所有有机化合物;1大气压下初沸点低于250°C的所有有机化合物;参与大气光化学反应或含有光化学氧化剂贡献潜能(POCP)值的所有有机化合物;作为溶剂或复合溶剂使用的所有有机化合物。

通常认为，有机化合物是除了碳的氧化物和无机碳酸盐或酸式碳酸盐之外的至少含有碳元素以及至少含有一个或多个氢，卤素，氧，硫，磷，硅或氮的所有化合物。对于人为源，一些定义对VOCs的范围进行了限制即不包括甲烷，用以区分来自于森林自然释放的VOCs，以便能够适应人类活动的真实情况。另外，这些定义在低挥发性的有机化合物方面出现了重大偏差，如常用的蒸气压方法(即10Pa)，某些低挥发性的有机化合物不是VOCs，相反沸点法(250°C)则认为是VOCs。尽管如此，四个定义还是覆盖了日常生产生活中使用的大多数溶剂。相比较而言，对于未来立法使用更严格VOCs的定义，至少可以使涂料中90%以上具有蒸发作用的有机化合物受到限制。不管怎样，受到立法以及人们要求越来越严的大气环境和(职业)健康意识的驱动，使用低挥发性的有机化合物的要求会越来越强烈。

同时使用4种不同的定义，无论是溶剂生产人员还是使用人员都会感到茫然，因此选择更清晰的定义是必要的。

1 20℃下蒸气压大于10Pa的所有有机化合物

某种化合物的蒸气压直接与该化合物在空气中的最大浓度有关。由于浓度是单位体积量，某种化合物的最大浓度一定会随着体积的增加而增加。事实上，在对流层存在“无限”的体积，最大浓度永远不会达到。于是，所有溶剂都将会从产品中蒸发出来。对环境保护来说，规定溶剂的数量比溶剂的挥发性更重要。但是，如果考虑限于很小的工作区域(狭小的工作空间)的涂装作业人员的工作环境，这个最大浓度就有可能达到。在这种情况下，涂装作业人员可能会暴露在溶剂最大浓度中，而这个最大浓度直接取决于溶剂的蒸气压。对健康保护来说，重要的是限制所用溶剂的挥发性。所用溶剂的蒸气压越低，涂装作业人员的高暴露风险就越低。

为了规范溶剂指令[1]的范围，欧盟委员会使用了“20℃下蒸气压大于10Pa的所有有机化合物”的定义。这个理事会指令规定了从工业生产过程和设施释放VOCs的限值。10Pa是人为选定的限值。最初建议的限值是1Pa，但是根据化学工业的要求，这个限值增加到10Pa。之后欧盟委员会以及多数欧盟成员国使用这个VOCs定义。自从首次发布溶剂指令的以来，所有的成员国被迫在2002年前使用这个定义。

1.1使用10Pa定义的优点

10Pa定义是最有效的物理化学参数。虽然一般情况下化合物的蒸发能力都有固定的表达式，但是蒸气压至少表达了空气中化合物的最大浓度，它对局部(健康)效果更重要。

在欧洲法律中的一致性。在所有欧洲法律中，这个VOCs定义被认为是最好的。在装饰油漆和涂料立法中使用10Pa定义与溶剂指令相符。但是在国家最高释放指令[2]中，VOC的定义却是依据对对流层臭氧的贡献能力。

与化学工业达成共识。欧洲溶剂工业集团(ESIG)赞成10Pa定义，也就是说它是表示挥发性最有效的参数。他们赞同蒸气压和沸点之间的经验关系，但是这种关系不是绝对的。根据ESIG，蒸气压10Pa相当于烃类溶剂的沸点大约216℃。

1.2使用10Pa定义的缺点

与涂料工业的不一致性。欧洲涂料油墨颜料工业委员会(CEPE)赞同使用涂料指令[3]中首次提案时就已经成熟的10Pa定义，但是后来涂料行业改变了他们的观点，强烈地支持250℃定义。在国家应对措施上，一些国家使用250℃定义(如德国)。在关于装饰油漆和涂料的立法上，他们被迫转向250°C定义或者两者都在使用。由于溶剂指令针对工业生产过程和设备，仍然会影响到涂料行业。迫切需要用标准方法来建立蒸气压，已经有几种方法可用来建立化合物的蒸气压，但是所有使用的外推法会导致不同结果，虽然溶剂指令中蒸气压定义早已被使用，而且蒸气压的测试方法简单又符合标准。

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