对涂料行业标准中VOC定义的分析和解读

王海梅，HENRIK GERT LARSEN，张宪康

（1.福侣阁涂料技术开发（上海）有限公司，上海 201611；2.上海大学，上海 200444）

1 VOC的术语和定义

VOC是挥发性有机化合物（volatile organic compound）的英文缩写，有些文章是以volatile organic compounds或者VOCs形式表示。国际标准化组 织（International Organization for Standardization，ISO）对VOC的定义是：所处的大气环境的正常温度和压力下，可以自然蒸发的任何有机液体和/或固体。美国ASTM D 3960—1998标准将VOC定义为任何能参加大气光化学反应的有机化合物。美国联邦环保署（EPA）的定义：VOC是除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外，任何参加大气光化学反应的碳化合物。世界卫生组织则根据沸点的不同，把室内有机污染物分为极易挥发性有机物（VVOC）、挥发性有机物（VOC）、半挥发性有机物（SVOC）和难挥发性有机物（NVOC）。其中对VOC的定义是沸点在50～100 ℃至240～260 ℃的有机化合物。不管是从沸点角度还是从参加光化学反应的角度来定义，VOC对人类健康或者对环境的影响已深入人心。

2 我国VOC定义的演变

早在20年前，我国涂料标准GB 18581—2001《室内装饰装修材料 溶剂型木器涂料中有害物质限量》和GB 18582—2001《室内装饰装修材料 内墙涂料中有害物质限量》中就引入了VOC限量值的概念，主要参考了欧共体生态标志产品——色漆和清漆生态标准（1999/10/EC）。该标准不含VOC的具体定义，只是规定了涂料中VOC含量的测定和计算方法，均采用质量法测定VOC含量。

2002年，由国家环境保护总局发布了HBC 12—2002《环境标志产品技术要求 水性涂料》，此标准对总挥发性有机化合物（TVOC）的含量进行了阐述，即在特定试验条件下，除水以外单位体积涂料中的所有可挥发性有机化合物的量，也采用质量法测定VOC含量。

由于质量法测定VOC含量误差较大，且不适合低VOC涂料产品的测试。于是在2005年对标准HBC 12—2002进行了修订，新版本为HJ/T 201—2005《环境标志产品技术要求 水性涂料》，首次增加了水性涂料VOC的定义：指在101.3 kPa标准压力下，任何初沸点低于或等于250 ℃的有机化合物。

同时修改了VOC含量的测试方法，采用了ISO 11890-2：2002《色漆与清漆——挥发性有机化合物（VOC）含量的测定 第2部分：气相色谱法》，并以己二酸二乙酯作为250 ℃沸点的标记物。

随后在GB 18582—2008《室内装饰装修材料 内墙涂料中有害物质限量》和GB 24408—2009《建筑用外墙涂料中有害物质限量》标准中，均采用了上述的VOC定义，即在101.3 kPa标准压力下，任何初沸点低于或等于250 ℃的有机化合物。测定方法为气相色谱法。

2015年，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局根据ISO 4618—2014 Paints and Varnishes-Terms and Definitions的标准，修订了GB/T 5206—2015《色漆和清漆 术语和定义》，其中2.270定义：VOC是指在所处大气环境的正常温度和压力下，可以自然蒸发的任何有机液体和/或固体。

此后，在2017年和2019年之间发布的各涂料材料标准，如GB/T 35602—2017《绿色产品评价 涂料》、GB/T 34676—2017《儿童房装饰用内墙涂料》、GB 38468—2019《室内地坪涂料中有害物质限量》、GB 38469—2019《船舶涂料中有害物质限量》中，均按照GB/T 5206—2015中2.270的定义内容对VOC进行定义，即VOC是指在所处大气环境的正常温度和压力下，可以自然蒸发的任何有机液体和/或固体。

2019年7月1日，生态环境部发布了GB 37822—2019《挥发性有机物无组织排放控制标准》，首次将挥发性有机化合物的定义调整为“参与大气光化学反应的有机化合物，或者根据有关规定确定的有机化合物”。该定义参照了美国ASTM D 3960—1998标准，即VOC的定义是任何能参加大气光化学反应的有机化合物。美国关于VOCs的定义对沸点或者初沸点范围不作定义，只强调是否参与大气光化学反应，将参与大气光化学反应的低活性溶剂作为豁免溶剂，所以美国针对该定义，增加了豁免溶剂清单。随后我国涂料及相关行业发布的各标准对VOC的定义参照了上述标准。2020年至今，我国不同标准中的VOC定义见表1。

表1 2020年至今我国不同标准中的VOC的定义Table 1 VOC definitions from different standards in China since 2020

由表1可见，除GB/T 38507—2020标准中对VOC的定义仍按照初沸点定义，其他标准中VOC的定义均采用了“参与大气光化学反应的有机化合物，或者根据有关规定确定的有机化合物”。而在GB/T 38508—2020中，更是把“在标准大气压101.3 kPa下，初沸点小于或等于250 ℃”“参与大气光化学反应的有机化合物”和“或者根据有关规定确定的有机化合物”同时放在一个定义里。事实上参加光化学反应的化合物涵盖了所有沸点的有机化合物，而“根据有关规定确定的有机化合物”是目前执行标准中的初沸点小于或等于250 ℃的有机化合物，两者之间具有一定区别。

尽管VOC的定义经过了多种演变，但VOC的含量仍然按照GB/T 5206—2015中2.271的规定进行测定，即在规定的条件下测得的涂料中存在的VOC的质量。目前测得的VOC含量都是沸点低于或者等于250 ℃的有机化合物的总量。

3 控制半挥发性有机化合物（SVOC）的意义

在VOC管控日趋严厉的前提下，建筑涂料成膜助剂向高沸点发展的趋势十分明显。建筑涂料产品在配方设计时，为了规避VOC的含量管控会加入一些高沸点的溶剂，即半挥发性有机化合物（Semi-volatile Organic Compounds，SVOC）。与VOC相比，SVOC沸点更高，挥发性更慢，饱和蒸汽压较低，吸附性很强，在环境中较稳定，不易降解，可存在于室内环境中数年甚至更长的时间。而且由于其较强的吸附性，在空气中可以气态和气溶胶两种形式存在，均可通过呼吸道吸入、经口摄入和皮肤渗入等途径进入人体，从而引起哮喘和过敏症状，甚至影响生殖和神经系统。

世界卫生组织（WHO）早在1989年就给出了半挥发性有机化合物（SVOC）的定义：沸点在240～260 ℃至380～400 ℃的有机化合物。而欧共体生态标志产品标准也早已对SVOC的定义和检测方法进行了相关说明。我国针对SVOC污染的研究起步较晚，事实上SVOC同样会参与大气光化学反应。随着近几年国家推动的一系列环保政策，从“大气污染防治行动计划”“中华人民共和国环境保护税法”“ 挥发性有机化合物十三五规划”，到“打赢蓝天保卫战工作三年行动计划”，再到目前涂料行业“十四五”总体目标和规划的落实，人们已经越来越意识到有害物质对人类和环境造成的深远影响和极大危害。因此与人们密切关系的涂料，特别是内墙装饰装修涂料等，更应该重视其有害的物质限量的管控。

4 结语

我国是涂料产销大国，长期以来，我国涂料行业偏重于关注质量化特性指标，以满足性能和应用的实际要求。随着环保意识和绿色发展理念的深入人心，全国涂料和颜料标准化技术委员会为了进一步完善涂料中有害物质限量标准体系，计划于“十四五”末期，提出对强制性有害物质限量标准的整合修订计划，其中一项重要的控制项目就是增加SVOC限量的要求，并提升部分产品的VOC限量指标等。相信未来涂料行业一定会朝着更加高质量的绿色发展方向前行。