挥发性有机物知识读本
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1什么是挥发性有机物(VOCs)?
VOCs是一类有机化合物的组合,不同组织对其有不同的定义,主要分为两类,一类是学术意义上的定义,一类是环保意义上的定义。
化学意义上的定义主要有五种:1)挥发性有机物污染防治技术政策定义VOCs为熔点低于室温、沸点范围在50℃~260℃之间的有机化合物;2)世界卫生组织将VOCs定义为沸点范围在50-260℃之间,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,按挥发性有机物化学结构可进一步分为8类:烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醇类、酮类和其他化合物;3)ISO 4618/1-1998中VOCs指原则上,在常温常压下,任何能自发挥发的有机液体和/或固体;4)德国DIN55649-2000将VOCs定义为在常温常压下,任何能自发挥发的有机液体和/或固体,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;5)我国已发布的标准中将VOCs定义为参与大气光化学反应的机化合物,或者根据规定的方法测量或核算确定的有机化合物。
环保意义上的定义主要有两种:1)美国EPA对VOCs的定义为除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;2)美国ASTM D3960-98中VOCs指任何能参加大气光化学反应的有机化合物。
2、VOCs的危害有哪些
VOCSs的成分复杂, 对人体的危害大, 所具有的特殊气味能导致人体呈现种种不适感, 并具有毒性和刺激性。已知许多VOCS 具有神经毒性、肾脏和肝脏毒性, 甚至具有致癌作用, 能损害血液成分和心血管系统, 引起胃肠道紊乱, 诱发免疫系统、内分泌系统及造血系统疾病, 造成代谢缺陷。
VOCs不但会生成臭氧,也是PM2.5的“前体物”。如苯、甲苯、乙二醛等有机物通过氧化、聚合生成挥发性有机物,然后通过凝结等方式形成二次有机颗粒物,再转化成PM2.5。
3、工业企业常见的VOCs种类
挥发性有机物包括烷烃、烯烃、芳香烃、炔烃C2-C12非甲烷碳氢化合物(NMHCs),醛、酮、醇、醚、酯、酚等C1-C10含氧有机物(OVOCs),卤代烃,含氮有机化合物、含硫有机化合物等几类152种化合物。
4、VOCs检测方法
目前的主要检测方法是气相色谱法、质谱法和光谱法,环保部公布的行业标准中采用的是气质联用法。其中环境空气VOC 标准中测定的是35种目标有机化合物,固定污染源废气VOC 标准中测定的是24种目标有机化合物。
我国大气中的VOCs主要来源于石油化工、有机化工、表面涂装、包装印刷、医药、塑料制品等行业。因此大气中VOCs 的检测主要应用于三个方面:一大气中VOCs检测;二污染源集中排放VOCs检测;三生产过程VOCs泄露检测。与三种应用场
合相适应,VOCs的检测仪器也分为实验室仪器、在线式仪器和便携式仪器三类。
实验室VOCs检测
VOCs实验室分析发展较早,也比较成熟。分析方法为使用采样袋、苏码罐、吸附剂或吸收液将VOCs采集回实验室,再经过热解析、溶剂解析等前处理过程后,利用GC或HPLC分析。
实验室VOCs检测主要难点在于选择合适的采样方法保证可以采集到所有挥发性有机污染物,制定规范的运输方案防止运输过程中VOCs的损失,选择合适的前处理过程保证所有的挥发性有机物进入分析仪器。
实验室分析方法的主要优势是结果准确,主要缺点是时效性差,采样和运输过程中易导致样品损失,影响测定的准确性和可靠性。
在线VOCs检测仪
VOCs在线分析仪主要有在线气相色谱仪、在线质谱仪、在线气质联用仪、在线PID和FID检测器、在线红外光谱仪、在线激光检测仪和在线差分光学吸收光谱仪等。
由于VOCs没有标准的检测方法,而且在线系统用于现场检测,而不同现场的挥发性有机物种类差异较大且相对稳定,故检测需求不同。因此需要根据自身的需求和各种检测仪器的特点选择合适的检测方法。
在线气相色谱仪可检测出已知挥发性有机物的浓度;在线质
谱仪可同时实现挥发性有机物的定性和定量检测,但无法区分同分异构体;在线PID和FID检测器可得出VOCs的总量,且仪器体积较小;各种在线光谱仪检测范围宽,可适应各种工业场合应用。
在线VOCs检测仪主要的国内厂家有聚光科技、广州禾信、宝英科技、中科光电、富瞻环保、武汉天虹等,国外厂家有英国Markes、日本亚那科、奥地利IONICON、韩国KNR、德国AMA、法国Chromatotec、美国CerexMS等。
便携式VOCs仪器
便携式VOCs分析仪主要有便携式FID/PID检测器、便携红外分析仪、便携激光光谱仪、便携式气质联用仪等。
最新公布的环保部标准中便携式仪器提到了FID检测器、PID检测器和红外吸收检测器三种。
便携式VOCs检测仪主要的国内厂商有东西分析、崂应、富瞻环保等,国外厂商有美国Inficon、英国SIGNAL、美国雷格沃夫、美国华瑞、日本亚那科、英国科尔康等
5、VOCs废气治理技术比较
6、挥发性有机物排放主要涉及哪些行业?
一、石化行业
1、石油炼制工业
以原油、重油等为原料,生产汽油馏分、柴油馏分、燃料油、润滑油、石油蜡、石油沥青和石油化工原料等的工业。
C2511原油加工及石油制品制造
2、石油化学工业
以石油馏分、天然气等为原料,生产有机化学品、合成树脂、合成纤维、合成橡胶等工业。
C2614有机化学原料制造行业
C2651合成树脂制造
C2652合成橡胶制造
C2653合成纤维单(聚合)体制造
(以上行业均以石油馏分、天然气等为原料)
G5990仓储业
二、有机化工
C26化学原料和化学制品制造(不含直接以石油馏分/天然气为原料的有机化学原料制造)。
C27医药制造业
C28化学纤维制造业
C29橡胶和塑料制品业
以上行业涉及产生和排放VOCs的企业
三、包装印刷
C2319包装装潢印刷
四、表面涂装
C33金属制品、
C34通用设备制造
C35专用设备制造