自環(huán)保自環(huán)?！笆濉币詠?，揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）似乎成為了環(huán)保界的新“寵兒”。據(jù)研究機(jī)構(gòu)測算，圍繞VOCs的治理、監(jiān)測、設(shè)備研發(fā)等相關(guān)業(yè)務(wù)能夠激發(fā)至少千億的市場潛力。然鵝，兩年快過去了，各位看官你們確定，真真正正得感受到VOCs市場應(yīng)有的強(qiáng)勁爆發(fā)力了？以小編親身經(jīng)歷的場面應(yīng)該是這樣的。

因此，小編認(rèn)為灰常有必要先聊聊：神馬是VOCs。請看圖……

光從長長短短、短短長長的定義上就不難看出，VOCs不像二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）等常規(guī)污染物那么單（jian）純（dan）。作為世界上第一個立法管控VOCs的國家，美國對VOCs的研究最為深入，并對VOCs管控政策不斷修正與完善。所以，本文以美國VOCs定義演變歷程為主線，力求幫助各位看官認(rèn)識真實(shí)的VOCs。

【前VOCs（碳?xì)浠衔铮╇A段】（1977年之前）

在該階段，VOCs這個術(shù)語還尚未使用，當(dāng)時主要使用的名稱是碳?xì)浠衔锖陀袡C(jī)溶劑。由于對碳?xì)浠衔锏亩x及內(nèi)涵并不統(tǒng)一，對于光化學(xué)污染的誘因，碳?xì)浠衔锼傅氖撬袇⑴c光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物的集合。而碳?xì)浠衔锏亩x卻僅包含了碳和氫元素的化合物，而不包含氧、氮、硫以及鹵素等衍生化合物。為了彌補(bǔ)了這個缺陷，在1970年發(fā)布的碳?xì)浠衔餃p排指導(dǎo)性文件《碳?xì)浠衔锖陀袡C(jī)溶劑控制技術(shù)》（AP-68）中，還補(bǔ)充了有機(jī)溶劑。有機(jī)溶劑的定義為除氫和碳元素之外，還可能包含一種或多種氧、氮、硫和氯等元素的化合物，同時還包含溶劑的稀釋劑。然而，一些有機(jī)物雖不屬于碳?xì)浠衔?，也并不能作為溶劑使用，但卻是光化學(xué)氧化劑的前體物，因此“碳?xì)浠衔锖陀袡C(jī)溶劑”涵蓋的物質(zhì)仍不全面，并沒有將眾多衍生物涵蓋其中。

【揮發(fā)性定義階段】（1977-1992年）

該階段美國環(huán)保署（EPA）已明確了VOCs和氮氧化物（NOx）是臭氧的主要前體物，意識到不同的VOCs組分在臭氧生成速率存在差異，但認(rèn)為基本上所有的VOCs均能產(chǎn)生大量的臭氧。

1977年，《VOCs控制推薦政策》（簡稱為豁免政策）開啟了VOCs豁免之路，該政策將VOCs劃分為兩大類：反應(yīng)性和微反應(yīng)性。反應(yīng)性的有機(jī)物應(yīng)作為VOCs接受管控，而微反應(yīng)性的則可免于管控。微反應(yīng)性基準(zhǔn)物質(zhì)的確定源于煙霧箱實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)將多種有機(jī)化合注入煙霧箱，將臭氧最大生成量與當(dāng)時的臭氧環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行對比，并最終確定以乙烷作為基準(zhǔn)化合物以判斷有機(jī)物是否為微反應(yīng)性物質(zhì)。由于該階段認(rèn)為VOCs反應(yīng)性的大小主要體現(xiàn)生成臭氧速率的不同上，因而使用羥基自由基反應(yīng)速率常數(shù)（KOH）值來判斷有機(jī)物是否為微反應(yīng)性，其值表征了目標(biāo)化合物與羥基自由基進(jìn)行反應(yīng)的摩爾速率常數(shù)。第一批豁免的有機(jī)物共有4種：甲烷、乙烷、1，1，1-三氯乙烷、三氯氟甲烷，而后不斷有豁免物質(zhì)補(bǔ)充進(jìn)來。

1977~1978年，《污染物控制技術(shù)指南》（CTGs）系列的出版，首次用排除法提出了VOCs定義（簡稱為CTGs定義）：“除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽、碳酸銨之外，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下蒸氣壓大于0.1 mmHg的碳化合物”（注：1 mmHg=133.28Pa）。由此可以看出，該定義首先明確了有機(jī)物屬于碳化合物；其次，將已知的無機(jī)碳化合物排除，然后再通過蒸氣壓限值規(guī)定，將特定范圍內(nèi)的有機(jī)物歸為VOCs。

然而，洛杉磯地區(qū)就曾在1966年給出過類似的定義（66定義）：220℉（約104℃）時蒸氣壓大于0.5 mmHg的有機(jī)化合物。如果僅對蒸氣壓限值進(jìn)行比較， CTGs定義（0.1 mmHg）看似比66定義（0.5 mmHg）更為嚴(yán)格，管控的物質(zhì)也更多。但是，考慮到不同溫度對應(yīng)不同的蒸汽壓，CTGs定義反而更不嚴(yán)格。

而后進(jìn)一步的研究表明，即使碳原子數(shù)大于18甚至大于24的有機(jī)物，在常溫下也可以存在于氣態(tài)中；高溫時，低揮發(fā)性的有機(jī)物也能變成氣體并參與光化學(xué)反應(yīng)。因而，有機(jī)物是否揮發(fā)很大程度上取決于使用時的加熱方式和程度，但管理機(jī)構(gòu)對此并不能預(yù)先確定，故難以規(guī)范。

1987~1988年，EPA先后頒布了一項(xiàng)新的臭氧聲明和《關(guān)于VOCs定義中蒸氣壓限值設(shè)定存在不足與缺陷的聲明》，指出為了避免許多具有低揮發(fā)性但在特定過程會揮發(fā)并參與光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)物被豁免而不受管控情況的發(fā)生，VOCs定義中不能再使用0.1 mmHg蒸氣壓限值。1990年，《清潔空氣法修正案》正式將EPA的聲明編成法典，自此VOCs定義中徹底去掉了0.1 mmHg蒸氣壓限值的規(guī)定。

【反應(yīng)性定義階段】（1992年之后）

該階段是VOCs反應(yīng)性研究最為深入的階段，VOCs的反應(yīng)性被廣泛研究并取得大量成果。大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，一種有機(jī)化合物的絕對活性不僅僅是化合物本身性質(zhì)有關(guān)，還與該化合物/NOx濃度比值、氣象條件、空氣中其他VOCs的混合以及反應(yīng)時間的不同而有差異。因此，在仍選取乙烷作為基準(zhǔn)化合物的同時，引入了綜合考慮包括環(huán)境狀況在內(nèi)各種因素對臭氧生成量影響的最大增量反應(yīng)活性值（MIR），即VOCs 物種的最大臭氧生成量，單位為t/t。該指標(biāo)代表了VOCs管控最有效的狀況，并把之前規(guī)定的豁免物質(zhì)又重新納入管控范圍。

1992年2月，EPA頒布了VOCs反應(yīng)性定義并被編入法典。新定義規(guī)定，經(jīng)證明為微反應(yīng)性的有機(jī)物不屬于VOCs范疇。VOCs的主體定義：除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽、碳酸銨之外，任何參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物。

2005年，《臭氧州實(shí)施計(jì)劃中控制VOCs的臨時性指南》指出，在繼續(xù)實(shí)施豁免政策的同時，鼓勵臭氧持續(xù)不達(dá)標(biāo)地區(qū)需采用基于具體VOCs反應(yīng)性的管控政策（簡稱為具體反應(yīng)性政策），并提出以下建議措施：

A）完善精確的具體物種的VOCs排放清單：鼓勵各州完善VOCs排放清單，包括具體VOCs物質(zhì)的排放量估算，而不是VOCs總量估算；

B）優(yōu)先使用具體VOCs反應(yīng)性指標(biāo)的控制措施：使用反應(yīng)活性指標(biāo)和具體VOCs物種排放信息，可計(jì)算出降低臭氧環(huán)境濃度的成本，進(jìn)而以較小的代價實(shí)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)；

C）采用特定控制措施控制高反應(yīng)性VOCs的排放：監(jiān)管高反應(yīng)活性的VOCs比監(jiān)管所有VOCs物質(zhì)更有效果；

D）鼓勵使用VOCs替代物質(zhì)和反應(yīng)性加權(quán)排放限值：對于一些重要的VOCs排放行業(yè)，如油漆、涂料和黏合劑等，可通過優(yōu)化工藝進(jìn)而改變物質(zhì)組分和VOCs的總排放量。

經(jīng)過持續(xù)性的修訂，目前完整的VOCs定義，除上述主體描述外，還包括了7項(xiàng)補(bǔ)充條款，其中條款1~4屬于豁免物質(zhì)在具體管控工作中實(shí)施的說明，可視為豁免政策的補(bǔ)充條款（豁免條款），而條款6~7則是對于具體反應(yīng)性政策的說明，可視為具體反應(yīng)性政策的補(bǔ)充條款（具體反應(yīng)性條款）。

可以看出，美國當(dāng)下的VOCs定義與其管控政策（豁免政策與具體反應(yīng)性政策并存）基本保持了一致。但值得注意的是，豁免政策仍然屬于基于排放量管控的、致力于管控所有VOCs（考慮豁免）的減排方式，而具體反應(yīng)性政策是根據(jù)具體物質(zhì)（不考慮豁免）反應(yīng)性的不同而區(qū)別對待。盡管具體反應(yīng)性政策比豁免政策取得的VOCs減排效果更加明顯，但由于VOCs物質(zhì)眾多，具體反應(yīng)性的管控方法復(fù)雜，在一定程度上也增加了管控成本。

【VOCs豁免清單】

截止2016年，EPA先后共豁免61種（類）有機(jī)化合物，根據(jù)分類整理如下。通過確定豁免物質(zhì)，可驅(qū)動企業(yè)使用該類物質(zhì)替代活性較高的化合物，促進(jìn)工藝改革、材料替代和技術(shù)升級，在降低管控成本的同時有效改善VOCs引發(fā)的環(huán)境空氣質(zhì)量問題。

【常見的VOCs物質(zhì)】

2014年EPA公布的數(shù)據(jù)顯示，美國已發(fā)現(xiàn)的VOCs物質(zhì)共有1497種（類）。如何合理管控如此龐大的VOCs物質(zhì)體量從而使得空氣質(zhì)量得到相應(yīng)的改善，成為一個值得深思的問題。結(jié)合我國揮發(fā)性有機(jī)物人為源的排放特征，本文給出了188種常見的VOCs物種，并列出了部分物質(zhì)的MIR值，供各位看官參考對比。需要注意的是，由于我國的VOCs豁免清單尚未出臺，本表未考慮豁免部分物質(zhì)。不過，在2017年9月環(huán)保部印發(fā)的《“十三五”揮發(fā)性有機(jī)物污染防治工作方案》中，已明確提出要開展我國本土化的VOCs豁免清單，屆時我國VOCs的管控重點(diǎn)將會有的放矢、管理措施將更加行之有效。

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