汽車制造業揮發性有機物的檢測實踐研究

董敏慧 長沙環境保護職業技術學院 李莊 湖南省環境保護廳環境工程評估中心 朱邦輝 長沙環境保護職業技術學院

汽車制造業揮發性有機物的檢測實踐研究

董敏慧 長沙環境保護職業技術學院 李莊 湖南省環境保護廳環境工程評估中心 朱邦輝 長沙環境保護職業技術學院

在當前我國PM2.5和O3為特征的大氣復合型污染態勢日益嚴峻的形勢下，如何有效控制VOCs污染，已成為各級環境管理部門面臨的重點任務之一。汽車制造業是揮發性有機物的排放大戶，國內較多省份已針對該行業出臺了專門的揮發性有機物排放標準，但鑒于揮發性有機物的特點，如何將這些復雜的混合物“測得準”揮發性有機物的檢測方法仍是各標準在制定過程中遇到的難點。本研究針對業揮發性有機物的性質，通過實驗室研究，為汽車制造業的揮發性有機物的檢測方法提供的可供參考和借鑒的思路。

揮發性有機物 汽車制造業 檢測方法

1 揮發性有機物是“十三五”大氣污染防治的重點防控物

揮發性有機物是指參與大氣光化學反應的有機化合物，簡稱VOCs，包括非甲烷烴類（烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴等）、含氧有機物（醛、酮、醇、醚等）、含氯有機物、含氮有機物、含硫有機物等。研究表明，大部分的VOC具有高度的光化學反應性，是形成臭氧（O3）和細顆粒物（PM2．5）污染的重要前體物質。因此在目前我國以PM2．5和O3為特征的大氣復合污染形勢嚴峻的情況下，如何有效控制VOCs污染，解決由其引發的臭氧超標和其對二次粒子形成的貢獻問題，改善大氣環境質量，已成為各級環境管理部門面臨的重點任務之一。汽車制造業的表面涂裝揮工序是揮發性有機污染物的產生及排放大戶，且我國大型的汽車制造企業均選址于城市建成區或城市集中區周邊地帶，其揮發性有機物的排放對城市環境有著直接影響。

2 已出臺的標準中突出了對總揮發性有機物（TVOCs）的管控

目前，國家層面尚未出臺汽車制造業的VOCs排放專項標準，而各相關省份和地區（如廣東、上海、天津、北京、重慶、江蘇、河北、四川）在面臨大氣污染嚴峻形勢和“十三五”減排目標壓力下，結合當地的環境管理需要，陸續出臺了汽車制造業揮發性有機物排放標準。在已出臺的這些地方標準中，揮發性有機物相關指標的排放限值較國家標準大幅度收緊了約三分之二。在這些發布的地方性揮發性有機物污染排放標準中，除苯、苯系物、和非甲烷總烴幾類常規性指標外，部分省份還考慮了TVOCs的綜合性指標標準，具體見表1。

表1 揮發性有機物相關指標標準限值對比情況表

3 總揮發性有機物檢測方法存在局限性問題

①檢測方法多樣造成了降低了檢測數據的代表性和可對比性。目前國家標準發布的揮發性有機物檢測標準有標準最常用的有《固定污染源 廢氣揮發性有機物的測定 固相吸附熱脫附/氣相色--質譜法》（HJ734-2014）、《環境空氣 揮發性有機物的測定 吸附管采樣-熱脫附氣相色譜-質譜法》（HJ644-2013）、《環境空氣 揮發性有機物的測定 罐采樣/氣相色譜-質譜法》（HJ759-2015）這三個標準所測定的有機物分別是24種、34種和67種揮發性有機物的總和。這一情況直接導致了，采用不同的檢測方法進行分析測試，所獲的的數據結果存在較大差異，降低了檢測數據的代表性和可對比性。

②非甲烷總烴與總揮發性有機物指標的檢測結果與其定義存在倒掛、矛盾問題。《固定污染源排氣中非甲烷總烴的測定 氣相色譜法》（HJ/T 38）中對非甲烷總烴的定義為指除甲烷以外的碳氫化合物（其中主要是C2-C8）的總稱。按照該定義廢氣中氣態的非甲烷總烴與應當包含在總揮發性有機物中，屬于總揮發性有機物的一部分。然而實際的檢測中往往出現了非甲烷總烴的檢測值高于總揮發性有機物的情況，

表2某汽車制造企業烘干廢氣處理設施出口指標檢測結果對比情

從上述兩種方法對比試驗結果可以看出：TVOCs的檢測結果均小于非甲烷總烴的檢測結果，出現了檢測結果與物質定義矛盾，數據倒掛問題。

4 優化總揮發性有機物檢測方法

揮發性有機物是綜合性復合污染物，不同的行業或同一行業不同工藝所使用的原輔料中含有的揮發性有機物質成分存在一定差異，直接導致了廢氣中的揮發性有機物質成分也存在差異性，而目前國家發布的檢測標準中則規定了的固定的揮發性物質作為檢測時的標準物質加以對比，而這些沒有納入到檢測標準中的物質可能會在非甲烷總烴的檢測中加以反映，這直接導致了數據的矛盾和倒掛問題。要進行檢測方法的優化應從檢測分析的目標物質以及分析數據的處理表征上探索新的途徑。

（1）進行汽車制造行業揮發性有機物目標的物質的篩選。檢測單位在開展檢測時應當根據汽車制造企業自身的工藝與原輔材料特征，首先對原料中揮發性有機物的主要組分進行預篩，分析出原料中的VOCs主要組分，再開展廢氣中揮發性有機物的檢測，使檢測有的放矢。

（2）進行數據統計表征方法的統一規定。

根據汽車制造業特征和環境管理需求，在檢測時推薦在非極性色譜柱上，保留時間在丙酮和1-十二烯之間，預篩選出的主要主份的具體物質的濃度合計，并對其他在限定保留時間范圍內的未識別色譜峰，推薦以甲苯的響應系數來計算，最后的加和結果匯總為TVOCs。

5 結語

揮發性有機物的減排是完成“氣十條”和“十三五”環境保護的目標的重要方面，各地發布的地方標準均要求企業進行相應的整治以達到新標準限值的排放要求，而檢測方法是標準實施的重要支撐和監察執法的重要技術手段，科學的檢測方法有利于對汽車制造行業進行更加規范的污染防治管控。

[1]江梅，鄒蘭，李曉倩等.我國揮發性有機物定義和控制指標的探討[J].環境科學，2015.36(9)：3522-3532

[2]陳穎，楊常青，李瑤等.以控制工業源揮發性有機物加強灰霾治理的對策探討[J].環境與可持續發展，2014.(2)：24-26

[3]中華人民共和國環境保護部.大氣污染物綜合排放標準，GB16297-1996

[4]北京市環保局.《汽車整車制造業（涂裝）大氣污染物排放標準》，DB11/1227-2015

[5]江蘇省環境保護廳.《表面涂裝（汽車制造業）揮發性有機物排放標準》，DB32/2862-2016

[6]廣東省環境保護廳.《表面涂裝（汽車制造業）揮發性有機物排放標準》，DB44/816-2010

董敏慧（1982—），女，漢族，長沙環境保護職業技術學院，工程師，研究方向：環境標準制定、清潔生產、環境規劃與管和環境影響評價。