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在環(huán)境影響評價工作中,對于以揮發(fā)性有機物VOCs為主的大氣污染源,我們一般會采用TVOC或非甲烷總烴進行表征,而且大多時候是采用NMHC。但是對于這2個因子的使用,其實爭議很大,特別是一些排放標(biāo)準(zhǔn)(如農(nóng)藥制造工業(yè)、制藥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn))中既有NMHC又有VOCs,怎么選擇呢?有人認(rèn)為選擇TVOC(因為既能表征VOCs,同時大氣導(dǎo)則附錄D中有TVOC)、有人認(rèn)為應(yīng)選擇非甲烷總烴(因為TVOC沒有國標(biāo)監(jiān)測方法)、有人認(rèn)為兩個都選擇(因為排放標(biāo)準(zhǔn)中兩個都有),實際工作中可謂是群雄論戰(zhàn),那么到底該怎么選擇呢?我們逐一討論,小編只是知識搬運工,在此刨根問底,相關(guān)語言更加口語化,為了簡單說明問題,相關(guān)內(nèi)容描述也不夠嚴(yán)謹(jǐn),如有不妥之處,歡迎各位批評指正。
上圖是幾乎所有涉及非甲烷總烴和TVOC排放標(biāo)準(zhǔn)的術(shù)語和定義,也就是說在表征揮發(fā)性有機物VOCs時,既可以采用TVOC,也可以采用非甲烷總烴,到底選用哪一個,怎么選擇呢?上圖說了,要“根據(jù)行業(yè)特征和環(huán)境管理要求”具體決定,怎么個根據(jù)法,卻不說,好,我們繼續(xù)探究。
2 涵蓋的范圍
對于非甲烷總烴和TVOC涵蓋的揮發(fā)性有機物范圍一致不一致呢,有多少重合部分?誰涵蓋的范圍更大?我們得從監(jiān)測方法探究。
2.1 非甲烷總烴
①查閱《固定污染源廢氣總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定氣相色譜法》(HJ38—2017)和《環(huán)境空氣總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定直接進樣-氣相色譜法》(HJ604—2017),可知非甲烷總烴是反應(yīng)扣除甲烷以后的在氣相色譜儀的氫火焰離子化檢測器上有響應(yīng)的有機化合物總和(注意與舊標(biāo)準(zhǔn)可不一樣,這里包括了所有儀器有響應(yīng)的烷、烯、炔、苯、醇、醛、酸、醋、酮等化合物)。
②提一下氫火焰離子化檢測器(FID),此檢測器對幾乎所有的有機化合物均有響應(yīng),詳見下圖。
③測定原理:將氣體樣品直接注入具氫火焰離子化檢測器的氣相色譜儀,分別在總烴柱和甲烷柱上測定總烴和甲烷的含量,兩者之差即為非甲烷總烴的含量。同時以除烴空氣代替樣品,測定氧在總烴柱上的響應(yīng)值,以扣除樣品中的氧對總烴測定的干擾。
重點:儀器測定非甲烷總烴時出一個總峰,得出的總烴然后扣除甲烷后,得出非甲烷總烴濃度,且氫火焰離子化檢測器(FID)對幾乎所有的有機化合物均有響應(yīng)(注意色譜儀進樣口溫度100℃,柱溫80℃,檢測器溫度200℃)。
2.2TVOC
①目前國家標(biāo)準(zhǔn)中涉及TVOC的都是指室內(nèi)空氣限值,TVOC目前是沒有國家污染物標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測技術(shù)規(guī)定的(但是福建省有地標(biāo)—DB35/T 1746—2018),先看看《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 18883-2002)中對TVOC的描述,
②計算TVOC,包括色譜圖中保留時間在正己烷和正十六烷之間的揮發(fā)性有機物,這里有一個關(guān)鍵詞“保留時間”,這里大概粗略介紹下保留時間,在氣相色譜儀中有個色譜柱,不同的氣體物化性質(zhì)不同,從進到出色譜柱的時間就不同,每種物質(zhì)都有固定的保留時間,因此根據(jù)保留時間就可以對物質(zhì)進行定性,保留時間影響因素很多,跟污染物分子結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)性質(zhì)有密切關(guān)系。同時國家環(huán)境保護總局科技標(biāo)準(zhǔn)司與中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會主編的《室內(nèi)環(huán)境與健康》中提到,美國的PGM-76IC光離子化(PID)氣體檢測儀對C4以上碳化合物都有信號。
③現(xiàn)行的檢測方法主要依據(jù)《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T18883—2002)、《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》(GB50325—2010),原理是將Tenax-TA吸附管富集采樣后通過熱解吸裝置導(dǎo)入氣相色譜儀,經(jīng)FID檢測器分析測定各組分化合物的含量,未知化合物以甲苯計,然后求和得到TVOC值。
先看看GB/T18883中色譜圖和福建DB35/T 1746中色譜圖。
看看怎么求和的
重點:測定TVOC時每個物質(zhì)組分出成獨立的單峰,TVOC是氣相色譜法分析出單一揮發(fā)性有機物后,加和得出的濃度。
2.3 非甲烷總烴和TVOC誰涵蓋的污染物范圍更大呢?
對于表征揮發(fā)性有機物VOCs的指標(biāo),而且使用的都是氣相色譜法,非甲烷總烴和TVOC涵蓋的揮發(fā)性有機物基本上很難簡單區(qū)分,但是考慮到非甲烷總烴是以碳計,TVOC則是將已知物質(zhì)的含量,加上未知物質(zhì)的含量(以甲苯計)計算參照物不同,定量方法不同,因此,會發(fā)現(xiàn)使用非甲烷總烴與TVOC表征時,相關(guān)的排放限值是不同的。
3、有些排放標(biāo)準(zhǔn)中為啥會涉及非甲烷總烴和TVOC呢?
在控制指標(biāo)的選取上,VOCS排放組分較為復(fù)雜的,可選取綜合性指標(biāo)如非甲烷總烴(NMHC)作為控制指標(biāo),但是非甲烷總烴只能大概獲取企業(yè)的一個總的排放濃度,對特征污染物質(zhì)無法判別,導(dǎo)致雖然有些企業(yè)排放濃度較高,但是可能對環(huán)境空氣質(zhì)量的影響卻相對較小。而TVOC可以更有的放矢的確定對環(huán)境影響較大的行業(yè)和污染物種類,但是目前我國在污染源TVOC的分析方法上,污染源的排放采樣以及分析操作方面尚沒有國家標(biāo)準(zhǔn)分析測試方法可以遵照執(zhí)行,在分析測試標(biāo)準(zhǔn)氣體方面也尚未用于制定標(biāo)準(zhǔn)曲線的標(biāo)氣可以選用。另外不同行業(yè)由于原輔材料的不同,排放成分的差異性比較大,難以涵蓋所有的物質(zhì),對分析測試結(jié)果影響較大。
綜上所述,NMHC 的測試相對便捷,用于管控企業(yè)的總體排放水平;而TVOC可以更有的放矢地幫助管理部門制定精準(zhǔn)的管控政策,根據(jù)行業(yè)的特征物質(zhì)確定相關(guān)的減排目標(biāo),對環(huán)境空氣質(zhì)量的改善有較大的指導(dǎo)作用。
4、排放標(biāo)準(zhǔn)中涉及非甲烷總烴和TVOC的,選擇哪一個指標(biāo)表征呢?舉例說明
①排放標(biāo)準(zhǔn)同時涉及兩指標(biāo)的如:《制藥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 37823-2019)表1中污染物控制項目中同時涉及非甲烷總烴和TVOC,到底用哪個,還是兩個都用呢?
②二選一就行:
查閱《污染源源強核算技術(shù)指南 制藥工業(yè)》(HJ992—2018)3.2中指出表征VOCs總體排放情況時,根據(jù)行業(yè)特征和環(huán)境管理要求,可采用總揮發(fā)性有機物(以TVOC表示)或非甲烷總烴(以NMHC表示)作為污染物控制項目,看來還是二選一,選一個就行。
查閱《排污許可證申請與核發(fā)技術(shù)規(guī)范 制藥工業(yè)—原料藥制造》(HJ858.1—2017)3.4規(guī)定,揮發(fā)性有機“根據(jù)行業(yè)特征和環(huán)境管理需求,可選擇對主要VOCs物種進行定量加和的方法測量總有機化合物(以TVOC表示),或者選用按基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定,檢測器對混合進樣中VOCs綜合響應(yīng)的方法測量非甲烷有機化合物(以NMOC表示,以碳計),本標(biāo)準(zhǔn)以非甲烷總烴表征,”看來還是二選一,選一個就行。
③二選一選哪個,選擇非甲烷總烴!!
先看《排污單位自行監(jiān)測技術(shù)指南 化學(xué)合成類制藥工業(yè)》(HJ 883-2017)怎么說的,
自行監(jiān)測指南中,明確指出現(xiàn)階段沒有TVOC的標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測方法,因此監(jiān)測時,都以非甲烷總烴表征。
再看兩個標(biāo)準(zhǔn),一前一后對TVOC的注釋的異同。
通過以上表述,可以知道,①哪些物質(zhì)計入TVOC是要篩選的,比如福建省地標(biāo)《空氣和廢氣 總揮發(fā)性有機物(TVOC)的測定 冷凍濃縮_氣相色譜-質(zhì)譜法》(DB35/T 1746—2018)給出了61種揮發(fā)性有機物的測定(里面明確指出:其他的通過方法驗證才能使用本標(biāo)準(zhǔn)),目前國家層面沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),因此哪些有機物(該有機物屬于TVOC也要篩選,篩選的得有檢測方法,否則篩選出沒意義,TVOC計算不出來,也沒法后續(xù)管控)篩選計入TVOC是無法確定的。②同樣是排放標(biāo)準(zhǔn)涉及非甲烷總烴和TVOC的,相比2019年的制藥工業(yè),2020年的農(nóng)藥制造工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)中對于TVOC注釋中多了一句話,“待國家污染物監(jiān)測技術(shù)規(guī)定發(fā)布后實施”,也就是說目前國家沒有TVOC的監(jiān)測技術(shù)規(guī)定,啥時候有了再用TVOC表征吧,因此沒有相關(guān)規(guī)定的話,哪些計入都是無法確定的。
5、結(jié)語
在表征揮發(fā)性有機物VOCs時,既可以采用TVOC,也可以采用非甲烷總烴?,F(xiàn)階段,NMHC方法相對成熟、便捷迅速,用于管控企業(yè)的總體排放水平;而TVOC可以更有的放矢地幫助管理部門制定精準(zhǔn)的管控政策,根據(jù)行業(yè)的特征物質(zhì)確定相關(guān)的減排目標(biāo)。
但是對于TVOC,由于現(xiàn)階段國家還未出臺標(biāo)準(zhǔn)測定方法,如果想要選用TVOC作為控制指標(biāo),排放標(biāo)準(zhǔn)要求要篩選計入TVOC的物質(zhì)(篩選了,后續(xù)得能管控,得能監(jiān)測,否則沒意義),例如福建省地標(biāo)只給了61類有機物,福建地區(qū)的可以根據(jù)項目污染物和地標(biāo)確定計入TVOC的物質(zhì),但是全國還不行,還沒標(biāo)準(zhǔn)。
并且2020年的農(nóng)藥制造工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中對于TVOC的注釋中明確指出,“待國家污染物監(jiān)測技術(shù)規(guī)定發(fā)布后實施”,那我們就再等等吧。
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