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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,特別是一些排放標準(如農(nóng)藥制造工業(yè)、制藥工業(yè)大氣污染物排放標準)中既有NMHC又有VOCs,怎么選擇呢?有人認為選擇TVOC(因為既能表征VOCs,同時大氣導則附錄D中有TVOC)、有人認為應選擇非甲烷總烴(因為TVOC沒有國標監(jiān)測方法)、有人認為兩個都選擇(因為排放標準中兩個都有),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,相關語言更加口語化,為了簡單說明問題,相關內(nèi)容描述也不夠嚴謹,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排放標準的術語和定義,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的有機化合物總和(注意與舊標準可不一樣,這里包括了所有儀器有響應的烷、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,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(注意色譜儀進樣口溫度100℃,柱溫80℃,檢測器溫度200℃)。
2.2TVOC
①目前國家標準中涉及TVOC的都是指室內(nèi)空氣限值,TVOC目前是沒有國家污染物標準監(jiān)測技術規(guī)定的(但是福建省有地標—DB35/T 1746—2018),先看看《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》(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,跟污染物分子結構和熱力學性質(zhì)有密切關系。同時國家環(huán)境保護總局科技標準司與中國環(huán)境科學學會主編的《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)量標準》(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,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,相關的排放限值是不同的。
3、有些排放標準中為啥會涉及非甲烷總烴和TVOC呢?
在控制指標的選取上,VOCS排放組分較為復雜的,可選取綜合性指標如非甲烷總烴(NMHC)作為控制指標,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準分析測試方法可以遵照執(zhí)行,在分析測試標準氣體方面也尚未用于制定標準曲線的標氣可以選用。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的管控政策,根據(jù)行業(yè)的特征物質(zhì)確定相關的減排目標,對環(huán)境空氣質(zhì)量的改善有較大的指導作用。
4、排放標準中涉及非甲烷總烴和TVOC的,選擇哪一個指標表征呢?舉例說明
①排放標準同時涉及兩指標的如:《制藥工業(yè)大氣污染物排放標準》(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),或者選用按基準物質(zhì)標定,檢測器對混合進樣中VOCs綜合響應的方法測量非甲烷有機化合物(以NMOC表示,以碳計),本標準以非甲烷總烴表征,”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)測技術指南 化學合成類制藥工業(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的標準監(jiān)測方法,因此監(jiān)測時,都以非甲烷總烴表征。
再看兩個標準,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《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準),目前國家層面沒有相關標準,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同樣是排放標準涉及非甲烷總烴和TVOC的,相比2019年的制藥工業(yè),2020年的農(nóng)藥制造工業(yè)排放標準中對于TVOC注釋中多了一句話,“待國家污染物監(jiān)測技術規(guī)定發(fā)布后實施”,也就是說目前國家沒有TVOC的監(jiān)測技術規(guī)定,啥時候有了再用TVOC表征吧,因此沒有相關規(guī)定的話,哪些計入都是無法確定的。
5、結語
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。現(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的管控政策,根據(jù)行業(yè)的特征物質(zhì)確定相關的減排目標。
但是對于TVOC,由于現(xiàn)階段國家還未出臺標準測定方法,如果想要選用TVOC作為控制指標,排放標準要求要篩選計入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)項目污染物和地標確定計入TVOC的物質(zhì),但是全國還不行,還沒標準。
并且2020年的農(nóng)藥制造工業(yè)大氣污染物排放標準中對于TVOC的注釋中明確指出,“待國家污染物監(jiān)測技術規(guī)定發(fā)布后實施”,那我們就再等等吧。
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