術(shù)語(yǔ)VOCs在大氣環(huán)境和職業(yè)健康法規(guī)中廣泛使用，但是在不同的法規(guī)之間，術(shù)語(yǔ)VOCs的定義模糊不清，給VOCs的鑒定、分析測(cè)試等帶來(lái)諸多不便。目前，全球至少有四種不同的定義在使用，但是它們都無(wú)法準(zhǔn)確描述所有場(chǎng)合下的同一種化學(xué)品。所有定義都試圖規(guī)定揮發(fā)和不揮發(fā)化合物之間的區(qū)別。

四種通用定義總結(jié)如下：20°C下蒸氣壓大于10Pa的所有有機(jī)化合物;1大氣壓下初沸點(diǎn)低于250°C的所有有機(jī)化合物;參與大氣光化學(xué)反應(yīng)或含有光化學(xué)氧化劑貢獻(xiàn)潛能(POCP)值的所有有機(jī)化合物;作為溶劑或復(fù)合溶劑使用的所有有機(jī)化合物。

通常認(rèn)為，有機(jī)化合物是除了碳的氧化物和無(wú)機(jī)碳酸鹽或酸式碳酸鹽之外的至少含有碳元素以及至少含有一個(gè)或多個(gè)氫，鹵素，氧，硫，磷，硅或氮的所有化合物。對(duì)于人為源，一些定義對(duì)VOCs的范圍進(jìn)行了限制即不包括甲烷，用以區(qū)分來(lái)自于森林自然釋放的VOCs，以便能夠適應(yīng)人類(lèi)活動(dòng)的真實(shí)情況。另外，這些定義在低揮發(fā)性的有機(jī)化合物方面出現(xiàn)了重大偏差，如常用的蒸氣壓方法(即10Pa)，某些低揮發(fā)性的有機(jī)化合物不是VOCs，相反沸點(diǎn)法(250°C)則認(rèn)為是VOCs。盡管如此，四個(gè)定義還是覆蓋了日常生產(chǎn)生活中使用的大多數(shù)溶劑。相比較而言，對(duì)于未來(lái)立法使用更嚴(yán)格VOCs的定義，至少可以使涂料中90%以上具有蒸發(fā)作用的有機(jī)化合物受到限制。不管怎樣，受到立法以及人們要求越來(lái)越嚴(yán)的大氣環(huán)境和(職業(yè))健康意識(shí)的驅(qū)動(dòng)，使用低揮發(fā)性的有機(jī)化合物的要求會(huì)越來(lái)越強(qiáng)烈。

同時(shí)使用4種不同的定義，無(wú)論是溶劑生產(chǎn)人員還是使用人員都會(huì)感到茫然，因此選擇更清晰的定義是必要的。

120℃下蒸氣壓大于10Pa的所有有機(jī)化合物

某種化合物的蒸氣壓直接與該化合物在空氣中的最大濃度有關(guān)。由于濃度是單位體積量，某種化合物的最大濃度一定會(huì)隨著體積的增加而增加。事實(shí)上，在對(duì)流層存在“無(wú)限”的體積，最大濃度永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到。于是，所有溶劑都將會(huì)從產(chǎn)品中蒸發(fā)出來(lái)。對(duì)環(huán)境保護(hù)來(lái)說(shuō)，規(guī)定溶劑的數(shù)量比溶劑的揮發(fā)性更重要。但是，如果考慮限于很小的工作區(qū)域(狹小的工作空間)的涂裝作業(yè)人員的工作環(huán)境，這個(gè)最大濃度就有可能達(dá)到。在這種情況下，涂裝作業(yè)人員可能會(huì)暴露在溶劑最大濃度中，而這個(gè)最大濃度直接取決于溶劑的蒸氣壓。對(duì)健康保護(hù)來(lái)說(shuō)，重要的是限制所用溶劑的揮發(fā)性。所用溶劑的蒸氣壓越低，涂裝作業(yè)人員的高暴露風(fēng)險(xiǎn)就越低。

為了規(guī)范溶劑指令[1]的范圍，歐盟委員會(huì)使用了“20℃下蒸氣壓大于10Pa的所有有機(jī)化合物”的定義。這個(gè)理事會(huì)指令規(guī)定了從工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和設(shè)施釋放VOCs的限值。10Pa是人為選定的限值。最初建議的限值是1Pa，但是根據(jù)化學(xué)工業(yè)的要求，這個(gè)限值增加到10Pa。之后歐盟委員會(huì)以及多數(shù)歐盟成員國(guó)使用這個(gè)VOCs定義。自從首次發(fā)布溶劑指令的以來(lái)，所有的成員國(guó)被迫在2002年前使用這個(gè)定義。

1.1使用10Pa定義的優(yōu)點(diǎn)

10Pa定義是最有效的物理化學(xué)參數(shù)。雖然一般情況下化合物的蒸發(fā)能力都有固定的表達(dá)式，但是蒸氣壓至少表達(dá)了空氣中化合物的最大濃度，它對(duì)局部(健康)效果更重要。

在歐洲法律中的一致性。在所有歐洲法律中，這個(gè)VOCs定義被認(rèn)為是最好的。在裝飾油漆和涂料立法中使用10Pa定義與溶劑指令相符。但是在國(guó)家最高釋放指令[2]中，VOC的定義卻是依據(jù)對(duì)對(duì)流層臭氧的貢獻(xiàn)能力。

與化學(xué)工業(yè)達(dá)成共識(shí)。歐洲溶劑工業(yè)集團(tuán)(ESIG)贊成10Pa定義，也就是說(shuō)它是表示揮發(fā)性最有效的參數(shù)。他們贊同蒸氣壓和沸點(diǎn)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，但是這種關(guān)系不是絕對(duì)的。根據(jù)ESIG，蒸氣壓10Pa相當(dāng)于烴類(lèi)溶劑的沸點(diǎn)大約216℃。

1.2使用10Pa定義的缺點(diǎn)

與涂料工業(yè)的不一致性。歐洲涂料油墨顏料工業(yè)委員會(huì)(CEPE)贊同使用涂料指令[3]中首次提案時(shí)就已經(jīng)成熟的10Pa定義，但是后來(lái)涂料行業(yè)改變了他們的觀點(diǎn)，強(qiáng)烈地支持250℃定義。在國(guó)家應(yīng)對(duì)措施上，一些國(guó)家使用250℃定義(如德國(guó))。在關(guān)于裝飾油漆和涂料的立法上，他們被迫轉(zhuǎn)向250°C定義或者兩者都在使用。由于溶劑指令針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和設(shè)備，仍然會(huì)影響到涂料行業(yè)。迫切需要用標(biāo)準(zhǔn)方法來(lái)建立蒸氣壓，已經(jīng)有幾種方法可用來(lái)建立化合物的蒸氣壓，但是所有使用的外推法會(huì)導(dǎo)致不同結(jié)果，雖然溶劑指令中蒸氣壓定義早已被使用，而且蒸氣壓的測(cè)試方法簡(jiǎn)單又符合標(biāo)準(zhǔn)。

并非覆蓋涂料中使用的所有揮發(fā)性有機(jī)化合物。10Pa定義沒(méi)有覆蓋涂料中使用的所有VOCs如高沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑，這可能會(huì)導(dǎo)致在涂料開(kāi)發(fā)過(guò)程中使用更高級(jí)的有機(jī)溶劑。

涂料工業(yè)滿足化學(xué)工業(yè)的困境。涂料生產(chǎn)商渴望核對(duì)他們使用的溶劑是否是VOCs，盡管這些信息由供應(yīng)商提供。這是可能的，因?yàn)橥苛仙a(chǎn)商對(duì)他們提供的MSDS負(fù)有法律責(zé)任。實(shí)際上，一些中小企業(yè)在大多數(shù)情況下無(wú)法檢測(cè)蒸氣壓。只有擁有特殊裝備的實(shí)驗(yàn)室才能測(cè)定蒸氣壓，測(cè)定沸點(diǎn)僅需要蒸餾設(shè)備?？墒歉鶕?jù)德國(guó)和法國(guó)涂料制造商協(xié)會(huì)以及CEPE的說(shuō)法，涂料行業(yè)從來(lái)沒(méi)有檢測(cè)過(guò)溶劑本身的揮發(fā)性。他們只是順便象征性地與專(zhuān)用實(shí)驗(yàn)室核對(duì)過(guò)。

2大氣壓下初沸點(diǎn)低于250°C的所有有機(jī)化合物

雖然化合物的沸點(diǎn)與其蒸發(fā)能力和空氣中的最大濃度沒(méi)有直接關(guān)系，但是沸點(diǎn)與蒸氣壓之間還是存在某些經(jīng)驗(yàn)關(guān)系的。因?yàn)槭聦?shí)上沸點(diǎn)是更好理解的物理化學(xué)參數(shù)，并且常常是沸點(diǎn)比蒸氣壓更容易建立，因此沸點(diǎn)也應(yīng)用于VOCs定義中。

定義“VOCs是1大氣壓下初沸點(diǎn)低于250°C的所有有機(jī)化合物”是CEPE工作組針對(duì)歐洲室內(nèi)涂料生態(tài)標(biāo)簽開(kāi)發(fā)的。德國(guó)代表尤其希望使用這個(gè)定義，因?yàn)檫@個(gè)定義在德國(guó)是通用的。250°C的限值是人為選定的。由于生態(tài)標(biāo)簽是自愿性的，所以沒(méi)有國(guó)家會(huì)被強(qiáng)制使用這個(gè)定義。

2.1使用250°C的優(yōu)點(diǎn)

與涂料行業(yè)達(dá)成共識(shí)。關(guān)于使用250°C定義，CEPE在成員之間已經(jīng)達(dá)成共識(shí)，即將這個(gè)定義引入裝飾油漆和涂料的立法中。CEPE主要傾向于250°C定義是因?yàn)榉悬c(diǎn)更容易測(cè)定，并且這個(gè)定義對(duì)涂料生產(chǎn)商和涂裝人員來(lái)說(shuō)都容易理解物理/化學(xué)性質(zhì)。涂料通用溶劑的評(píng)價(jià)指出，250°C沸點(diǎn)定義比10Pa定義更嚴(yán)格。

相對(duì)簡(jiǎn)單的測(cè)定。初沸點(diǎn)的建立相對(duì)簡(jiǎn)單并且方法可行，檢測(cè)沸點(diǎn)對(duì)于任何人來(lái)說(shuō)都是相對(duì)簡(jiǎn)單的。

2.2使用250°C的缺點(diǎn)

與歐洲立法不一致。在歐洲，溶劑指令使用10Pa定義，涂料行業(yè)不想改變他們的觀點(diǎn)重新回到10Pa的定義，所以無(wú)法滿足歐洲法律的一致性。

與化學(xué)工業(yè)不一致性。根據(jù)ESIG歐洲溶劑工業(yè)集團(tuán)的觀點(diǎn)，沸點(diǎn)與蒸氣壓只是間接關(guān)系，沸點(diǎn)是個(gè)不恰當(dāng)?shù)膮?shù)。ESIG傾向于蒸氣壓定義的原因，可能是250°C的定義比10Pa定義嚴(yán)格，結(jié)果是限制了多數(shù)溶劑的使用。

成員國(guó)被迫使用兩個(gè)不同的定義。所有國(guó)家都將被迫使用250°C定義(涂料指令)和10Pa指令(溶劑指令)。由于兩個(gè)定義都不能覆蓋所有的有機(jī)溶劑，因此就形成了混亂狀態(tài)。

并非覆蓋涂料中使用的所有VOCs。250°C定義同樣沒(méi)有覆蓋涂料中使用的所有揮發(fā)性有機(jī)化合物入高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑。

3參與大氣光化學(xué)反應(yīng)或含有POCP值的所有有機(jī)化合物

減少VOCs排放的主要原因是，在NOx的存在下VOCs有助于對(duì)流層臭氧的形成。由于減少了VOCs排放，臭氧的生成便降低。不同的VOCs貢獻(xiàn)不同的臭氧生成量。一些VOCs貢獻(xiàn)臭氧的潛能很大，另一些則很小。這個(gè)潛在能力用POCP表示。每種VOCs有其特定的POCP值。一些人認(rèn)為，為了減少臭氧的生成應(yīng)減少VOCs排放，另一些人則認(rèn)為應(yīng)減少那些高潛能值VOCs的排放。這樣，從環(huán)境觀點(diǎn)來(lái)看使用POCP值定義是非常有益的。但是，某些低反應(yīng)性溶劑會(huì)引發(fā)附加問(wèn)題，即它們對(duì)人類(lèi)健康非常有害，難于處理，持久穩(wěn)定或可能引發(fā)其它負(fù)面環(huán)境問(wèn)題。更重要的是，低反應(yīng)性溶劑(低POCP值)最終對(duì)臭氧的形成有貢獻(xiàn)。高POCP溶劑形成的臭氧集聚在釋放源周?chē)?，而低POCP溶劑由于其散發(fā)以及低反應(yīng)活性生成的臭氧會(huì)遠(yuǎn)離釋放源。由于歐盟成員國(guó)比較集中，兩者形成的臭氧都是有問(wèn)題的。

從室內(nèi)使用的裝飾涂料來(lái)看，健康狀況尤其需要關(guān)注。因此，采用POCP值來(lái)定義VOC是不可行的。在1979年關(guān)于控制釋放VOCs及其跨界流動(dòng)引發(fā)的長(zhǎng)距離跨界空氣污染草案中，使用下列定義：VOC是除甲烷外的人類(lèi)自然所有有機(jī)化合物，在日光照射下與氮氧化物發(fā)生發(fā)應(yīng)生成光化學(xué)氧化劑的能力。在這個(gè)草案中，POCP被定義為“特定VOC釋放的改變光化學(xué)臭氧量”。根據(jù)聯(lián)合國(guó)POCP草案，可以由光化學(xué)模型計(jì)算或?qū)嶒?yàn)來(lái)測(cè)定POCP。

3.1使用POCP定義的優(yōu)點(diǎn)

POCP是非常具體的參數(shù)。POCP雖然只是表示化合物生成臭氧的能力，但事實(shí)上POCP對(duì)其它環(huán)境與健康關(guān)聯(lián)效應(yīng)也同樣重要。對(duì)所有效應(yīng)來(lái)說(shuō)，化合物的揮發(fā)性起決定性作用，因此被認(rèn)為好于蒸氣壓或沸點(diǎn)。在國(guó)家最高釋放板指令中，上述定義作為唯一出現(xiàn)在草案中。

3.2使用POCP定義的缺點(diǎn)

與歐洲法律不相容。在歐洲，溶劑指令10Pa定義正在使用，所以在歐洲法律上不會(huì)相容。

與涂料工業(yè)不一致。CEPE在其成員之間就使用250°C定義已經(jīng)達(dá)成共識(shí)，裝飾油漆和涂料在法律上難以接受POCP定義。此外，涂料行業(yè)處理健康效應(yīng)也難以接受POCP定義。

與化學(xué)工業(yè)的部分協(xié)定。在蒸氣壓和初沸點(diǎn)之間進(jìn)行選擇時(shí)，ESIG更傾向于蒸氣壓。但是，當(dāng)主要目的是為了減少臭氧的形成時(shí)，使用POCP定義對(duì)歐洲溶劑工業(yè)集團(tuán)來(lái)說(shuō)可能是最恰當(dāng)?shù)?。顯然，對(duì)于溶劑工業(yè)來(lái)說(shuō)，0邊界值(POCP>0)可能不被接受。

成員國(guó)被迫使用不同定義。與10Pa定義(溶劑指令)一樣，所有國(guó)家都將被迫使用POCP定義(未來(lái)涂料指令、NEC指令)。因?yàn)閮蓚€(gè)定義都沒(méi)有覆蓋上述那些有機(jī)化合物，所以這將是一個(gè)復(fù)雜狀態(tài)。迫切需要建立POCP值的標(biāo)準(zhǔn)方法，因?yàn)槭褂肞OCP值的主要問(wèn)題是缺少一致的標(biāo)準(zhǔn)方法來(lái)計(jì)算POCP值。不同估算之間的POCP值會(huì)相差很大，某些情況下可能相差4倍。POCP值是根據(jù)個(gè)案以及特定計(jì)算來(lái)估算的(臭氧最大濃度、臭氧總濃度或臭氧平均濃度)。

模糊不清的性質(zhì)。POCP值在時(shí)間和空間上是變化的，因此，對(duì)于使用POCP來(lái)定義VOCs是非常模糊的。

4作為溶劑或復(fù)合溶劑使用的所有有機(jī)化合物

這個(gè)定義常用于口語(yǔ)中。在很多人看來(lái)它是完美清晰的定義。盡管在日常生活中是有益的，但是這個(gè)實(shí)用性定義卻不能用于法律中，因?yàn)檫@個(gè)定義模糊不清，不被使用。

5討論

蒸氣壓和沸點(diǎn)定義，兩者都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即都不能覆蓋涂料中所有蒸發(fā)性有機(jī)化合物。這可能導(dǎo)致涂料中高沸點(diǎn)溶劑沒(méi)有被覆蓋。要想解決這個(gè)問(wèn)題，一個(gè)選擇就是接受兩個(gè)定義的極限值。實(shí)際上，1Pa不完全是分界線，因?yàn)?Pa以下的蒸氣壓無(wú)法檢測(cè)。然而，如果提高沸點(diǎn)，可能將那些不具有蒸發(fā)作用的表面活性劑或增塑劑也包括進(jìn)來(lái)了。

理想的VOCs定義應(yīng)滿足以下條件：

涵蓋所有已經(jīng)使用的VOCs。因?yàn)橄Ｍ惺褂玫腣OCs都叢干膜中揮發(fā)出來(lái)，最終進(jìn)入到對(duì)流層。所以，所有的VOCs即溶劑、復(fù)合溶劑、成膜助劑、單體以及其它可能揮發(fā)的添加劑等，都要包括在定義中。只有這樣，裝飾油漆和涂料中VOCs才能被限制。這樣的結(jié)果，將把所有的VOCs和所有的含有POCP的有機(jī)化合物都包括在內(nèi)了。

容易區(qū)分化合物是否是VOCs。使用標(biāo)準(zhǔn)化的方法可以立刻測(cè)定初沸點(diǎn)。ESIG一直致力于脂肪族化合物蒸氣壓的標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定方法。此外，阿姆斯特丹大學(xué)環(huán)境化學(xué)系也開(kāi)發(fā)了測(cè)定低揮發(fā)性酯類(lèi)的簡(jiǎn)單方法。短時(shí)間內(nèi)建立測(cè)定POCP值得標(biāo)準(zhǔn)方法是不可能的。

定義應(yīng)當(dāng)不僅包括環(huán)境效應(yīng)，而且要包括健康效應(yīng)?；衔镎舭l(fā)后同樣產(chǎn)生健康效應(yīng)，因此依據(jù)參數(shù)來(lái)表達(dá)揮發(fā)性可能是更好的觀點(diǎn)，也更容易與多數(shù)組織達(dá)成一致。很明顯，如果每個(gè)組織都接受同樣的定義將是最好的。既然每個(gè)組織單獨(dú)使用自己的定義是不可能的，那么定義就可以由“重要”和“次重要”的組織來(lái)制定。

用POCP值來(lái)定義VOC僅僅符合第一個(gè)條件，雖然它會(huì)受到涂料界的關(guān)注。文獻(xiàn)指出，裝飾涂料中使用的所有溶劑都有POCP值。基于蒸氣壓或初沸點(diǎn)定義可能是恰當(dāng)?shù)?。但是，為了包含所有的VOCs，目前使用的限值應(yīng)改變，缺點(diǎn)是改變所有定義的限值將會(huì)失去一致性。另一方面，健康效應(yīng)已經(jīng)包含在兩個(gè)定義中，由于囊括了所有的VOCs，因此最易揮發(fā)和毒害神經(jīng)的VOCs亦包含在其中。初沸點(diǎn)比蒸氣壓更簡(jiǎn)單，但是一旦用標(biāo)準(zhǔn)方法來(lái)測(cè)定蒸氣壓，則蒸氣壓同樣會(huì)成為最簡(jiǎn)單的檢測(cè)方法。即使初沸點(diǎn)限值不是250°C，人們也希望CEPE相對(duì)簡(jiǎn)單地采用基于初沸點(diǎn)的定義。當(dāng)有更好的定義時(shí)，歐洲委員會(huì)也準(zhǔn)備不再采用目前依據(jù)于初沸點(diǎn)的定義。ESIG不同意初沸點(diǎn)的定義，因?yàn)闆](méi)有清晰地涉及到揮發(fā)性。然而，基于初沸點(diǎn)的定義比基于蒸氣壓的定義更嚴(yán)格，前者基本包含了所有的VOCs。

6結(jié)論

使用常用的四個(gè)定義中的任何一個(gè)，在未來(lái)的立法中都能覆蓋涂料中使用的大約90%溶劑。在這種情況下，討論使用哪種定義更合適顯得有些多余。但是低揮發(fā)性的有機(jī)化合物的使用量正在增加。如果一種定義把某種化合物定義為VOCs，另一種定義又不是VOCs，則定義就產(chǎn)生了異議。實(shí)用定義“VOC是作為溶劑和復(fù)合溶劑使用的所有有機(jī)化合物”由于其模棱兩可而不被使用。