汽车制造业挥发性有机物的检测实践研究

董敏慧 长沙环境保护职业技术学院 李庄 湖南省环境保护厅环境工程评估中心 朱邦辉 长沙环境保护职业技术学院

汽车制造业挥发性有机物的检测实践研究

董敏慧 长沙环境保护职业技术学院 李庄 湖南省环境保护厅环境工程评估中心 朱邦辉 长沙环境保护职业技术学院

在当前我国PM2.5和O3为特征的大气复合型污染态势日益严峻的形势下，如何有效控制VOCs污染，已成为各级环境管理部门面临的重点任务之一。汽车制造业是挥发性有机物的排放大户，国内较多省份已针对该行业出台了专门的挥发性有机物排放标准，但鉴于挥发性有机物的特点，如何将这些复杂的混合物“测得准”挥发性有机物的检测方法仍是各标准在制定过程中遇到的难点。本研究针对业挥发性有机物的性质，通过实验室研究，为汽车制造业的挥发性有机物的检测方法提供的可供参考和借鉴的思路。

挥发性有机物 汽车制造业 检测方法

1 挥发性有机物是“十三五”大气污染防治的重点防控物

挥发性有机物是指参与大气光化学反应的有机化合物，简称VOCs，包括非甲烷烃类（烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等）、含氧有机物（醛、酮、醇、醚等）、含氯有机物、含氮有机物、含硫有机物等。研究表明，大部分的VOC具有高度的光化学反应性，是形成臭氧（O3）和细颗粒物（PM2．5）污染的重要前体物质。因此在目前我国以PM2．5和O3为特征的大气复合污染形势严峻的情况下，如何有效控制VOCs污染，解决由其引发的臭氧超标和其对二次粒子形成的贡献问题，改善大气环境质量，已成为各级环境管理部门面临的重点任务之一。汽车制造业的表面涂装挥工序是挥发性有机污染物的产生及排放大户，且我国大型的汽车制造企业均选址于城市建成区或城市集中区周边地带，其挥发性有机物的排放对城市环境有着直接影响。

2 已出台的标准中突出了对总挥发性有机物（TVOCs）的管控

目前，国家层面尚未出台汽车制造业的VOCs排放专项标准，而各相关省份和地区（如广东、上海、天津、北京、重庆、江苏、河北、四川）在面临大气污染严峻形势和“十三五”减排目标压力下，结合当地的环境管理需要，陆续出台了汽车制造业挥发性有机物排放标准。在已出台的这些地方标准中，挥发性有机物相关指标的排放限值较国家标准大幅度收紧了约三分之二。在这些发布的地方性挥发性有机物污染排放标准中，除苯、苯系物、和非甲烷总烃几类常规性指标外，部分省份还考虑了TVOCs的综合性指标标准，具体见表1。

表1 挥发性有机物相关指标标准限值对比情况表

3 总挥发性有机物检测方法存在局限性问题

①检测方法多样造成了降低了检测数据的代表性和可对比性。目前国家标准发布的挥发性有机物检测标准有标准最常用的有《固定污染源 废气挥发性有机物的测定 固相吸附热脱附/气相色--质谱法》（HJ734-2014）、《环境空气 挥发性有机物的测定 吸附管采样-热脱附气相色谱-质谱法》（HJ644-2013）、《环境空气 挥发性有机物的测定 罐采样/气相色谱-质谱法》（HJ759-2015）这三个标准所测定的有机物分别是24种、34种和67种挥发性有机物的总和。这一情况直接导致了，采用不同的检测方法进行分析测试，所获的的数据结果存在较大差异，降低了检测数据的代表性和可对比性。

②非甲烷总烃与总挥发性有机物指标的检测结果与其定义存在倒挂、矛盾问题。《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定 气相色谱法》（HJ/T 38）中对非甲烷总烃的定义为指除甲烷以外的碳氢化合物（其中主要是C2-C8）的总称。按照该定义废气中气态的非甲烷总烃与应当包含在总挥发性有机物中，属于总挥发性有机物的一部分。然而实际的检测中往往出现了非甲烷总烃的检测值高于总挥发性有机物的情况，

表2某汽车制造企业烘干废气处理设施出口指标检测结果对比情

从上述两种方法对比试验结果可以看出：TVOCs的检测结果均小于非甲烷总烃的检测结果，出现了检测结果与物质定义矛盾，数据倒挂问题。

4 优化总挥发性有机物检测方法

挥发性有机物是综合性复合污染物，不同的行业或同一行业不同工艺所使用的原辅料中含有的挥发性有机物质成分存在一定差异，直接导致了废气中的挥发性有机物质成分也存在差异性，而目前国家发布的检测标准中则规定了的固定的挥发性物质作为检测时的标准物质加以对比，而这些没有纳入到检测标准中的物质可能会在非甲烷总烃的检测中加以反映，这直接导致了数据的矛盾和倒挂问题。要进行检测方法的优化应从检测分析的目标物质以及分析数据的处理表征上探索新的途径。

（1）进行汽车制造行业挥发性有机物目标的物质的筛选。检测单位在开展检测时应当根据汽车制造企业自身的工艺与原辅材料特征，首先对原料中挥发性有机物的主要组分进行预筛，分析出原料中的VOCs主要组分，再开展废气中挥发性有机物的检测，使检测有的放矢。

（2）进行数据统计表征方法的统一规定。

根据汽车制造业特征和环境管理需求，在检测时推荐在非极性色谱柱上，保留时间在丙酮和1-十二烯之间，预筛选出的主要主份的具体物质的浓度合计，并对其他在限定保留时间范围内的未识别色谱峰，推荐以甲苯的响应系数来计算，最后的加和结果汇总为TVOCs。

5 结语

挥发性有机物的减排是完成“气十条”和“十三五”环境保护的目标的重要方面，各地发布的地方标准均要求企业进行相应的整治以达到新标准限值的排放要求，而检测方法是标准实施的重要支撑和监察执法的重要技术手段，科学的检测方法有利于对汽车制造行业进行更加规范的污染防治管控。

[1]江梅，邹兰，李晓倩等.我国挥发性有机物定义和控制指标的探讨[J].环境科学，2015.36(9)：3522-3532

[2]陈颖，杨常青，李瑶等.以控制工业源挥发性有机物加强灰霾治理的对策探讨[J].环境与可持续发展，2014.(2)：24-26

[3]中华人民共和国环境保护部.大气污染物综合排放标准，GB16297-1996

[4]北京市环保局.《汽车整车制造业（涂装）大气污染物排放标准》，DB11/1227-2015

[5]江苏省环境保护厅.《表面涂装（汽车制造业）挥发性有机物排放标准》，DB32/2862-2016

[6]广东省环境保护厅.《表面涂装（汽车制造业）挥发性有机物排放标准》，DB44/816-2010

董敏慧（1982—），女，汉族，长沙环境保护职业技术学院，工程师，研究方向：环境标准制定、清洁生产、环境规划与管和环境影响评价。