在环境监测及评价过程中,非甲烷总烃、TVOC、VOCs是常见的有机污染物表征指标。这些指标对于环境监测有重要意义,但是由于含义、监测项目、监测方法等的差异又极易混淆。而在不同的环境监测过程中,选用合适的监测指标,进而采用正确的监测方法及评价体系,其监测结果才具有可信度。
因此,正确区分非甲烷总烃、TVOC、VOCs之间的差异并运用于实践工作中,是环境工作者的必备技能。
一、定义不同
1.非甲烷总烃(NMHC,non-methane hydrocarbon):根据《大气污染物综合排放标准详解》,非甲烷总烃是指除甲烷以外所有碳氢化合物的总称,主要包括烷烃、烯烃、芳香烃和含氧烃等组分。作为大气污染物的非甲烷总烃,实际上是指具有C2-C12的烃类物质。《固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 气相色谱法 HJ/T 38-2017》中将非甲烷总烃定义为从总烃中扣除甲烷以后其他气态有机化合物的总和。
2.TVOC(Total Volatile Organic Compounds)是《室内空气质量标准 GB 18883-2002》中总挥发性有机化合物的简称,主要指利用Tenax GC或Tenax TA采样,非极性色谱柱(极性指数小于10)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。世界卫生组织(WHO,1989)对总挥发性有机化合物(TVOC)的定义为,熔点低于室温而沸点在50~260℃之间的挥发性有机化合物的总称。
3.VOCs的定义可以根据不同的标准和用途而有所差异。
例如,在美国ASTM D3960-98标准中,VOC被定义为任何能参与大气光化学反应的有机化合物。而在美国联邦环保署(EPA)的定义中,VOCs是指除了CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵之外,任何参与大气光化学反应的碳化合物。
从非甲烷总烃、TVOC、VOCs的定义来看,非甲烷总烃主要指C2到C12之间的烃类物质,而TVOC主要指C6到C16之间的挥发性有机化合物。VOCs的范围相对较广,基本上包含了所有的挥发性有机污染物。 需要注意的是,不同的环境监测项目和标准可能会有不同的定义和限制。在具体的环境监测工作中,需要根据具体的需求和标准来选择合适的指标和方法进行监测和评价。确保正确使用和解读这些指标对于准确评估和控制有机污染物的风险非常重要
二、监测保准方法不同
1.非甲烷总烃的测定方法
空气和废气监测分析方法(第四版增补版)中提供了三种非甲烷总烃的测定方法:
方法一和方法二使用气相色谱仪氢火焰离子化检测器分别测定空气中总烃和甲烷烃的含量,通过计算两者之差得到非甲烷烃的含量,结果以甲烷计算。
方法三使用GDX-102及TDX-01吸附采样管在常温下采集空气样品,非甲烷烃被吸附采样管吸附,加热解吸后导入气相色谱仪,再用火焰离子化检测器测定,结果以正戊烷计算。
固定污染源废气总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定气相色谱法(HJ/T38-2017)使用双柱氢火焰离子化检测器气相色谱仪,样品直接进样,分别测定样品中总烃和甲烷含量,通过计算两者之差得到非甲烷总烃的含量,结果以碳计算。
2.TVOC的测定方法
室内空气质量标准GB 18883-2002附录C中使用热解吸/毛细管气相色谱法进行TVOC的检验。
该方法使用Tenax GC或Tenax TA进行采样,采样后加热解吸挥发性有机化合物,样品与载气一起进入毛细管气相色谱仪。通过保留时间定性,峰面积或峰高定量。保留时间在正己烷与正十六烷之间的所有未识别化合物的峰面积或峰高以甲苯计算,所得浓度与已识别的化合物浓度的总和即为TVOC的浓度。
3.VOCs的测定方法
空气和废气监测分析方法(第四版增补版)提供了两种VOCs的测定方法:固体吸附脱附气相色谱-质谱法和用采样罐采样气相色谱-质谱法。
固体吸附脱附气相色谱-质谱法使用吸附管对空气进行采样,加热解吸后,由载气带入气相色谱的毛细柱中,再通过质谱进行VOCs的定性定量分析。
用采样罐采样气相色谱-质谱法使用经特殊处理的不锈钢罐采集空气样品,对样品进行预浓缩并去除惰性气体,再使用气相色谱分离,通过质谱或其他检测器测定环境空气中的VOCs。
四川省固定污染源大气挥发性有机物排放标准DB51/2377-2017附录I规定了便携式氢火焰离子化检测器法测定固定污染源有组织和无组织排气中VOCs的方法。该方法使用气袋对样品进行采集,将样品直接进入氢火焰离子化检测器中检测,得到挥发性有机物总量和甲烷的含量,两者之差即为VOCs的含量。 从非甲烷总烃、TVOC和VOCs的监测标准方法可以看出,三者使用氢火焰离子化、质谱检测器等进行检测。由于采样介质的差异,样品前处理的方法也各不相同,结果的计算方式也各有差异。
三、评价标准
1.质量标准 针对非甲烷总烃和VOCs,国家尚未制定相关的质量标准。因此,我们将按照《大气污染物综合排放标准详解》中的2mg/m3以及《室内空气质量标准 GB 18883-2002》中的TVOC标准进行计算和评估。对于TVOC,我们将依据《室内空气质量标准 GB 18883-2002》中的质量标准进行评价。
2.排放标准 针对非甲烷总烃的排放,我们将执行《大气污染物综合排放指标 GB 16297-1996》中的排放限值。对于具有行业排放标准的情况,我们将按照相应的行业排放标准执行,例如《橡胶制品工业污染物排放标准 GB 27632-2011》、《储油库大气污染物排放标准 GB 20590-2007》、《汽油运输大气污染物排放标准 GB 20591-2007》、《加油站大气污染物排放标准 GB 20592-2007》等。 对于TVOC的排放,我们将首先选择执行相应行业的污染物排放标准,例如《涂料、油墨及胶粘剂工业大气污染物排放标准 GB 37824-2019》、《制药工业大气污染物排放标准 GB 37823-2019》、《合成革与人造革工业污染物排放标准 GB 21902-2008》等。
此外,四川省还制定了《四川省固定污染源大气挥发性有机物排放标准 DB51/2377-2017》,其中规定了不同行业的VOCs排放限值。根据这些标准,我们将进行排放评估。