近年來，揮(hui)發(fa)性有機物(wu)(VOCs)日益(yi)受到(dao)社會的關注，如何有效控制VOCs已成為(wei)現階段我(wo)國大氣環境(jing)治理領域中的熱點問題(ti)。

與(yu)其(qi)(qi)他污(wu)(wu)(wu)染物(wu)相(xiang)比，VOCs較為(wei)特殊，反(fan)應性(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)該類污(wu)(wu)(wu)染物(wu)大(da)的(de)(de)特點(dian)，該特點(dian)不僅體現在(zai)VOCs自身的(de)(de)活性(xing)(xing)(xing)(xing)上(shang)，也體現在(zai)該類污(wu)(wu)(wu)染物(wu)與(yu)其(qi)(qi)他污(wu)(wu)(wu)染物(wu)的(de)(de)相(xiang)互反(fan)應上(shang)，其(qi)(qi)復(fu)雜性(xing)(xing)(xing)(xing)和管控(kong)難度(du)要遠遠大(da)于其(qi)(qi)他常(chang)規污(wu)(wu)(wu)染物(wu)，因而需要制(zhi)定科學的(de)(de)、有針(zhen)對(dui)性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)管控(kong)政策，而VOCs的(de)(de)定義(yi)是(shi)管控(kong)政策的(de)(de)集中體現。

美國(guo)(guo)是世(shi)界(jie)上早(zao)開始立法(fa)管(guan)控(kong)VOCs的(de)國(guo)(guo)家(jia)。自美國(guo)(guo)根據光化學反應活性定義VOCs后，該定義便為世(shi)界(jie)各國(guo)(guo)廣泛接(jie)受，并將VOCs作為常(chang)規(gui)污染物之一(yi)進行管(guan)控(kong)。

為(wei)清晰對比VOCs定義(yi)之間(jian)的(de)差異，本文將各類定義(yi)從等級和類型(xing)進(jin)行區分。

根據等級不同，將(jiang)VOCs定義(yi)分(fen)為國(guo)家定義(yi)和地方或行業定義(yi);

根據類型不同，將(jiang)VOCs定(ding)義(yi)分為反應(ying)(ying)性(xing)(是否參與光化學(xue)反應(ying)(ying))和揮(hui)發性(xing)(沸點和蒸(zheng)氣壓(ya)限值)定(ding)義(yi)。

1美國VOCs定義歷程

美國(guo)(guo)現行VOCs定義(yi)為反應性(xing)定義(yi)，由美國(guo)(guo)EPA制定并于(yu)1992年寫入聯(lian)邦法典，但美國(guo)(guo)初采用的(de)也是(shi)揮發性(xing)定義(yi)。

美國VOCs定義(yi)經歷了(le)前(qian)VOCs階(jie)段(duan)、揮(hui)發性定義(yi)階(jie)段(duan)和反應性定義(yi)階(jie)段(duan)。

其VOCs定義(yi)的(de)變(bian)化過程(cheng)(cheng)既是(shi)揮發性定義(yi)轉變(bian)為(wei)反應性定義(yi)的(de)過程(cheng)(cheng)，也是(shi)美國VOCs管(guan)控政策的(de)變(bian)化過程(cheng)(cheng)，其實質(zhi)是(shi)美國對于VOCs環境影(ying)響和危(wei)害特性的(de)認識不(bu)斷深入(ru)的(de)過程(cheng)(cheng)。

前VOCs階段

美國EPA成立于(yu)1970年12月，之前尚未使用VOCs這一名詞。

例(li)如(ru)1970年3月(yue)由國家空氣污染(ran)控制管理(li)部(bu)門發布的《固定源排(pai)放的碳氫(qing)化合物和(he)有機(ji)溶劑的控制技(ji)術》(AP-68)，使用的名(ming)稱為“碳氫(qing)化合物和(he)有機(ji)溶劑”。

揮發性定義階段

EPA認識到“碳氫化合物和有機溶劑”會帶來概(gai)念上的混淆。

“碳氫(qing)化合(he)物(wu)(wu)”指的(de)是(shi)所有(you)有(you)機化合(he)物(wu)(wu)的(de)集合(he)，但(dan)是(shi)一(yi)些有(you)機物(wu)(wu)不(bu)屬于“碳氫(qing)化合(he)物(wu)(wu)”，也(ye)不(bu)作為溶(rong)劑使(shi)用，卻(que)是(shi)光(guang)化學氧化劑的(de)前體物(wu)(wu)。因此，EPA開始(shi)使(shi)用“VOCs”這一(yi)名(ming)詞。

但是由于對(dui)大氣光化學反(fan)應認(ren)識不足，在EPA成立之后很長(chang)一段時(shi)間(jian)內，一直(zhi)沒有給出(chu)明(ming)確的VOCs定義。

直至20世紀70年代末，EPA出版了《污染物控制(zhi)技術指南》(CTG)系列，提(ti)出了VOCs的定義(以(yi)下簡(jian)稱(cheng)“CTG定義”):除CO、CO2、H2CO3、金(jin)屬(shu)碳化物、金(jin)屬(shu)碳酸鹽(yan)、碳酸銨(an)之外，標準狀(zhuang)態(tai)下蒸汽壓大于0．1mmHg(1mmHg=0．133kPa)的碳化合物。

然(ran)而，在CTG給出VOCs定義(yi)之前，洛杉磯地(di)區在1966年(nian)就已給出了(le)類似定義(yi)(以(yi)下簡稱“66定義(yi)”):220℉(約104℃)時蒸汽壓(ya)大于0．5mmHg的有機(ji)化合物。如果只看蒸汽壓(ya)限值(zhi)，CTG定義(yi)(0．1mmHg)比66定義(yi)(0．5mmHg)更(geng)為嚴(yan)(yan)格(ge)，管控的物質也更(geng)多。然(ran)而，不同溫度對應不同的蒸汽壓(ya)，考慮到溫度的不同，CTG定義(yi)反而更(geng)不嚴(yan)(yan)格(ge)。

進一步(bu)的研究(jiu)表明，常溫(wen)下，氣(qi)體中存(cun)在(zai)碳原子(zi)數(shu)遠遠大(da)(da)于(yu)12甚至直(zhi)到18的有(you)機物(wu)，部(bu)分碳原子(zi)數(shu)大(da)(da)于(yu)24的有(you)機物(wu)在(zai)常溫(wen)下有(you)時(shi)也(ye)可(ke)以存(cun)在(zai)于(yu)氣(qi)態中;高溫(wen)時(shi)，低揮發(fa)性的有(you)機物(wu)也(ye)能變(bian)成(cheng)氣(qi)體并(bing)參與光化(hua)學(xue)反應。因而(er)化(hua)合物(wu)是否(fou)揮發(fa)很大(da)(da)程度上取決(jue)于(yu)使用時(shi)的加熱方式和程度，但管理機構(gou)對此(ci)并(bing)不能預先(xian)確定，故難以規范。

根據(ju)2014年EPA頒(ban)布的(de)數據(ju)，目(mu)前美國發現的(de)VOCs物(wu)質共有1497種(zhong)(類(lei))，其中可確定沸點大于250℃的(de)有308種(zhong)，小于250℃的(de)有1011種(zhong)，未能確定沸點的(de)有178種(zhong)。

也就是(shi)說，至少有(you)308種美(mei)國管控的VOCs物質是(shi)不包含在揮發性定義內的，該數值約占已知VOCs種類的20．57%。

1987年11月(yue)，EPA發布了(le)《新(xin)的(de)臭氧和CO政策提案》。該提案附錄D中包含(han)了(le)一系列與當時的(de)SIPs及(ji)CAA不一致(zhi)的(de)內(nei)容(rong)，并要求各(ge)州改正。EPA在聯邦法令通(tong)知(zhi)中聲(sheng)明，“很多法規(gui)不正確地包含(han)了(le)蒸(zheng)汽壓限(xian)值(如(ru)0．1mmHg)，導(dao)致(zhi)了(le)很多具備光化(hua)學(xue)活性的(de)化(hua)合(he)(he)物被(bei)豁免而不受管控”，并且(qie)該通(tong)知(zhi)提供了(le)一個不包含(han)蒸(zheng)汽壓限(xian)值的(de)VOCs的(de)模(mo)型定(ding)義，該定(ding)義為:任(ren)何參(can)與光化(hua)學(xue)反(fan)應的(de)有(you)機化(hua)合(he)(he)物，但不包含(han)甲烷(wan)、乙烷(wan)等11種(zhong)化(hua)合(he)(he)物。

1988年5月，EPA發布了《與VOCs蒸汽壓限(xian)值不足和(he)差異相(xiang)關的問題(ti)》。

該文檔認(ren)為(wei)(wei)，各州VOCs管理(li)規定(ding)應與(yu)EPA的反應活性政策保持一致，VOCs定(ding)義不能使用0．1mmHg蒸汽壓作為(wei)(wei)限值，因(yin)為(wei)(wei)這樣的定(ding)義豁免(mian)了低揮發(fa)性但(dan)在(zai)特定(ding)過程會揮發(fa)并(bing)參與(yu)光(guang)化學反應的有機物。各州必須(xu)在(zai)SIPs中(zhong)修改相關內容。

反應性定義確認階段

鑒于(yu)VOCs定(ding)(ding)義(yi)的復雜(za)性，各地(di)方執行過(guo)程混亂，EPA認為(wei)應(ying)該給出一個正式(shi)的VOCs定(ding)(ding)義(yi)并列入(ru)聯(lian)邦(bang)法典［40CFＲ51．100(s)］，以結束長期以來關(guan)于(yu)VOCs定(ding)(ding)義(yi)的爭(zheng)議，以便今后有據可依。

1992年2月，EPA頒布了VOCs定(ding)義，隨后被編入法(fa)典。

該定(ding)義為(wei):除CO、CO2、H2CO3、金(jin)屬碳(tan)化(hua)物、金(jin)屬碳(tan)酸(suan)鹽(yan)、碳(tan)酸(suan)銨之外，任何參加大氣光化(hua)學(xue)反應(ying)的碳(tan)化(hua)合(he)物。此外，還包括豁免(mian)(mian)名(ming)單(dan)及6項(xiang)豁免(mian)(mian)條款。截至(zhi)2014年(nian)12月30日，EPA在已有24種(zhong)(類(lei))豁免(mian)(mian)名(ming)單(dan)的基礎上，又(you)陸續(xu)增加了36種(zhong)(類(lei))豁免(mian)(mian)物質。

2美國VOCs國家定義及管控手段

美(mei)國VOCs國家(jia)定(ding)義為:除CO、CO2、H2CO3、金屬碳(tan)化物、金屬碳(tan)酸(suan)鹽、碳(tan)酸(suan)銨之外，任何參加大(da)氣光化學反應的碳(tan)化合物。在(zai)該定(ding)義中(zhong)，對(dui)微(wei)反應性物質(zhi)進行了豁(huo)免。截至2014年(nian)12月30日，EPA總共豁(huo)免了60種(類)微(wei)反應性物質(zhi)。

美國VOCs地方定(ding)義大多直接(jie)引用其(qi)國家定(ding)義，少數(shu)地區如加(jia)州(zhou)在國家定(ding)義的基礎上加(jia)嚴(yan)了豁(huo)免物質。

美(mei)國行業定(ding)(ding)義是(shi)在國家定(ding)(ding)義的基礎(chu)上，強(qiang)調了可監測、核算等可操作性相關內容(rong)，如美(mei)國新污染(ran)源標準的通用條(tiao)(tiao)款(kuan)定(ding)(ding)義為:VOCs是(shi)指任何(he)參與(yu)大氣光化(hua)學(xue)反應的有(you)機(ji)化(hua)合(he)物，或者(zhe)依據(ju)法定(ding)(ding)方(fang)(fang)法、等效(xiao)方(fang)(fang)法、替(ti)代方(fang)(fang)法測得(de)的有(you)機(ji)化(hua)合(he)物，或者(zhe)依據(ju)條(tiao)(tiao)款(kuan)規(gui)定(ding)(ding)的特定(ding)(ding)程(cheng)序確定(ding)(ding)的有(you)機(ji)化(hua)合(he)物。

可以看出:

1)美國的(de)國家定(ding)義指明(ming)了VOCs的(de)管控目(mu)的(de)和方向，在(zai)其指導下，地方和行業定(ding)義都采用了反應性(xing)定(ding)義，國家定(ding)義具有很(hen)強(qiang)的(de)指導作(zuo)用;

2)國(guo)家和(he)地方定(ding)義明確了(le)哪(na)些物(wu)質不屬于VOCs，可(ke)免于管控，行業定(ding)義則(ze)易于進行監測和(he)定(ding)量，國(guo)家和(he)地方及行業定(ding)義之間實現互補;

3)美國反應(ying)(ying)性(xing)定義的核(he)心在于豁(huo)(huo)免基準和豁(huo)(huo)免物(wu)質，EPA認為豁(huo)(huo)免低(di)反應(ying)(ying)性(xing)的物(wu)質可以有效加強對于高反應(ying)(ying)性(xing)物(wu)質的管控，并且(qie)可以鼓勵(li)企業采用(yong)豁(huo)(huo)免物(wu)質替代VOCs物(wu)質。

3中國VOCs定義及管控手段

很遺(yi)憾，我國目前(qian)缺乏VOCs國家定(ding)義。

在地方(fang)定義(yi)(yi)中(zhong)，如香港引用了(le)(le)美國國家(jia)定義(yi)(yi)，而天津則(ze)采(cai)用了(le)(le)揮(hui)發性(xing)(xing)定義(yi)(yi);在行業定義(yi)(yi)中(zhong)，某些(xie)行業采(cai)用了(le)(le)反應(ying)性(xing)(xing)定義(yi)(yi)，某些(xie)采(cai)用了(le)(le)揮(hui)發性(xing)(xing)定義(yi)(yi)。總體而言，我(wo)國各類VOCs定義(yi)(yi)并不統(tong)一，相互之間(jian)也缺乏一致性(xing)(xing)和互補性(xing)(xing)。

為關鍵的(de)(de)是，由于缺乏國家定義對于豁免物(wu)質的(de)(de)規定，我(wo)國未(wei)對大量的(de)(de)微反(fan)(fan)應性(xing)物(wu)質進(jin)行豁免，這就使得微反(fan)(fan)應性(xing)物(wu)質也被管控(kong)，企業無法用微反(fan)(fan)應性(xing)物(wu)質替代高反(fan)(fan)應性(xing)物(wu)質，將會增(zeng)加管控(kong)成本，并影響(xiang)管控(kong)效果。

4明確中國VOCs定義及管控對策的建議

盡早明確國家定義

與美國(guo)VOCs定(ding)義歷程類似，中國(guo)目前(qian)也出(chu)現了地方和行業定(ding)義先于國(guo)家定(ding)義出(chu)現的情況(kuang)。

總體(ti)而言，我國的VOCs定義處于較為混亂(luan)和(he)矛盾的局面，體(ti)現在反(fan)應性定義和(he)揮(hui)發性定義同(tong)時存(cun)在，揮(hui)發性定義中揮(hui)發性限值(zhi)不統一，反(fan)應性定義中缺乏豁免物(wu)質等(deng)方面。

借鑒(jian)美國(guo)的(de)VOCs定(ding)(ding)義歷程(cheng)，我(wo)國(guo)應(ying)盡快給出一個明確的(de)VOCs國(guo)家定(ding)(ding)義，以結束長期以來(lai)關于定(ding)(ding)義的(de)爭議(yi)。

作為(wei)國(guo)家(jia)定義(yi)，一(yi)定要堅(jian)持科學(xue)性和嚴謹性，應(ying)采用反應(ying)性定義(yi)并明確豁免基準。鑒于(yu)國(guo)內VOCs反應(ying)性研究起步較晚(wan)，可考慮暫時(shi)借鑒美(mei)國(guo)國(guo)家(jia)定義(yi)。

盡快統一地方和行業定義

國家定義指明(ming)了VOCs的(de)(de)管控方向，明(ming)確了VOCs的(de)(de)具體(ti)物質，起到(dao)指導和規范作用，而具體(ti)執行(xing)還需要(yao)地方政府(fu)和行(xing)業部門的(de)(de)配合。

因此應在國家定(ding)(ding)義(yi)(yi)的(de)指(zhi)導(dao)下，盡快統一和(he)完善地方和(he)行業定(ding)(ding)義(yi)(yi)。地方定(ding)(ding)義(yi)(yi)在與國家定(ding)(ding)義(yi)(yi)反應性保持一致(zhi)的(de)前提下，可(ke)以對豁免物質加嚴。

行業定義在不違(wei)背國家定義的前提下，可強調可監測、核算等(deng)可操作性內容(rong)。

建立VOCs反應性管控體系

VOCs的(de)反應性是(shi)(shi)復雜也是(shi)(shi)需要投(tou)入大(da)量(liang)精力進行(xing)研究(jiu)的(de)方面。

對(dui)于臭氧而言，目前已(yi)知的大約有(you)上千(qian)種VOCs物質能夠反應生成臭氧，但并不是所有(you)的VOCs都(dou)具(ju)有(you)相同的生成臭氧的能力(li)。

反(fan)應性不僅僅是化合(he)物(wu)本身(shen)的性質，還與化合(he)物(wu)所處的自然環境密切相關。一種有(you)機化合(he)物(wu)的活(huo)性隨(sui)著VOCs與NOx的比值、氣象條件(jian)、空氣中其(qi)他VOCs的混(hun)合(he)以及反(fan)應時(shi)間(jian)的不同而存在差異。

因此，反應(ying)性定(ding)義(yi)指明了VOCs的管控目的和(he)方(fang)向(xiang)，可引導(dao)國(guo)內相關機(ji)構(gou)開展一系列VOCs反應(ying)性基礎研(yan)究，包(bao)括監測方(fang)法(fa)、表征方(fang)法(fa)、基于具體物質的排放量管理和(he)光化(hua)學反應(ying)機(ji)理研(yan)究等，以此為基礎逐步建立和(he)完善我(wo)國(guo)VOCs反應(ying)性管控體系。

加強VOCs其他危害特性管控

在制(zhi)定VOCs控制(zhi)政策時，除首先應(ying)確定哪種危害特(te)性(xing)影(ying)響大，需(xu)要(yao)優先控制(zhi)外，還需(xu)要(yao)全(quan)面考慮VOCs的其他各(ge)種危害特(te)性(xing)。

美(mei)國(guo)針對VOCs的不同危(wei)害(hai)特(te)(te)性(xing)(xing)，建(jian)立了全面覆蓋VOCs其他危(wei)害(hai)特(te)(te)性(xing)(xing)的管控(kong)體系，包括有(you)毒有(you)害(hai)特(te)(te)性(xing)(xing)、破壞臭(chou)氧層和(he)溫室氣體特(te)(te)性(xing)(xing)，值得我(wo)國(guo)借(jie)鑒(jian)。

對有毒有害空(kong)氣污染物的控(kong)制是(shi)對常規(gui)空(kong)氣污染物進行管控(kong)的補(bu)充，是(shi)環境(jing)空(kong)氣質(zhi)量管控(kong)的下一階段(duan)，其(qi)管控(kong)難度不亞于常規(gui)污染物。對此，我國(guo)應早作準備。

美(mei)國(guo)的(de)HAPs管(guan)控(kong)體系設(she)計較為(wei)科學，為(wei)我國(guo)提(ti)供了(le)很好的(de)參考。建議我國(guo)根(gen)據自身污(wu)染(ran)物(wu)排放的(de)特點，在(zai)美(mei)國(guo)HAPs清單的(de)基(ji)礎上，有(you)取(qu)舍、有(you)補充地(di)制定中國(guo)的(de)有(you)毒有(you)害大氣污(wu)染(ran)物(wu)清單，進而完善(shan)有(you)毒有(you)害空氣污(wu)染(ran)物(wu)管(guan)控(kong)體系。