近年来,我国频繁发生大规模持续雾霾天气,大气污染防治工作形势十分严峻。环境空气中的PM2.5主要来自两方面:一是直接排放,二是二次颗粒物。VOC作为重要的二次颗粒物,对雾霾的形成和区域分布具有重大影响,涂料行业VOC排放是形成PM2.5的重要来源。加大涂料中VOC的控制力度,对于大气污染防治至关重要,而如何界定涂料中的VOC并准确测定其含量,是分析工作者一直以来研究探讨的课题。
一VOC的定义:
VOC是挥发性有机化合物(volatileorganiccompounds)的英文缩写。其定义有好几种:
1美国ASTMD3960-98的定义:任何能参加大气光化学反应的有机化合物。
2美国联邦环保署(EPA)的定义: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。
3按照世界卫生组织(WHO,1989)的定义,挥发性有机化合物(VolatileOrganicCompounds,VOC)是指沸点范围在50~260℃之间,室温下饱和蒸气压超过133.32Pa,在常温下以蒸气形式存在于空气中的一类有机物。按挥发性有机化合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、醛类、酮类和其他化合物。
4有关色漆和清漆通用术语的国际标准ISO4618/1-1998和德国DIN55649-2000标准对VOC的定义: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。
5德国DIN55649-2000标准在测定VOC含量时,又做了一个限定,即在通常压力条件下,沸点或初馏点低于或等于250℃的任何有机化合物。
6炼油与石油化学工业大气污染物排放标准DB11/447-2007定义为在20℃条件下蒸气压大于或等于0.01kPa,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
7巴斯夫公司则认为,最方便和最常见的方法是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。
8室内空气质量标准GB/T18883-2002总挥发性有机化合物定义为:利用TenaxGC或TenaxTA采样,非极性色谱柱(极性指数小于<=3)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。
9国标《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》中VOC含量的定义是:“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。”
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ISO4618/1-1998和德国DIN55649-2000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。
可将这些VOC的定义分为二类,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。
二VOC的种类:
VOC包含各种可于室温下挥发的有机化合物,在一般的室内环境中有着100种以上的VOC。主要成分有:苯系物、有机氯化物、氟利昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等。其中常见的VOC种类有甲苯(Toluene)、二甲苯(Xylene)、对-二氯苯(para-dichlorobenzene)、乙苯(Ethylbenzene)、苯乙烯(Styrene)、甲醛(Formaldehyde)、乙醛(Acetaldehyde)等。苯、甲苯、卤代烯烃(三氯乙烯、二氯乙烯)等已被怀疑或确定为致癌物质。挥发性有机物的来源主要为化学品、化学溶剂、汽车尾气和燃烧废气。化学品主要存在于石油、化工、加油站等生产和销售单位,而化学溶剂则同每个人的生活密切相关,无论是油漆,室内和车内装饰,还是电子电器等设备都可能含有挥发性的有机物。
常见VOC列表一:
1.Cyclohexanone环己酮
2.Isophorone异佛乐酮
3.Methanol甲醇
4.Ethanol乙醇
5.Phenol苯酚
6.Acetone丙酮
7.Ethylacetate乙酸乙酯
8.Benzene苯
9.n-Butanol正丁醇
10.MIBK(Methylisobutylketone)甲基异丁基酮
11.n-Butylacetate乙酸正丁酯
12.Xylene(m,p,o)二甲苯(邻、间、对)
13.Toluene甲苯
14.Styrene苯乙烯
15.1,2-dichlorobenzene1,2-二氯苯
16.Acetophenone苯乙酮
17.MEK(Methylethylketone)甲乙酮
18.Iso-propanol(Isopropylalcohol)异丙醇
19.Dichloromethane二氯甲烷
20.Trichloroethylene三氯甲烷
21.Ethylbenzene乙苯
22.n-Hexane正己烷
23.2-methoxylethylacetate2-甲氧基乙酸乙酯
24.Nitrobenzene硝基苯
25.Bis(2-methyoxyethyl)ether双(2-甲氧基乙基)醚
26.Mesitylene(1,3,5-Trimethylbenzene)1,3,5-三甲基苯
常见VOC列表二(略)
三VOC的危害:
VOC在室外太阳光和热的作用下能参与氧化氮反应并形成臭氧,臭氧导致空气质量变差并且是夏季烟雾主要组分。VOC在室内对人体的影响可分为三种类型:一是气味和感官,包括感官刺激,感觉干燥;二是粘膜刺激和其它系统毒性导致的病态,刺激眼粘膜、鼻粘膜、呼吸道和皮肤等,VOC很容易通过血液-大脑的障碍,从而导致中枢神经系统受到抑制,使人产生头痛、乏力、昏昏欲睡和不舒服的感觉;三是基因毒性和致癌性。当然,VOC对人的影响与其浓度有关。
VOC对生理作用产生的毒性可以进行如下分类:
1.损害神经的溶剂,如伯醇类(甲醇除外)、醚类、醛类、酮类、部分酯类、苄醇类等;
2.肺中毒溶剂,如羧基甲酯类、甲酸酯类;
3.血液中毒溶剂,如苯及其衍生物、乙二醇类;
4.肝脏及新陈代谢中毒的溶剂,如卤代烃类;
5.肾脏中毒的溶剂,如四氯乙烷及乙二醇类。 |