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非甲烷总烃和TVOC到底该怎么选?排放标准两个都有怎么办?

发布时间:2023-06-19人气:872

  在环境影响评价工作中,对于以挥发性有机物VOCs为主的大气污染源,我们一般会采用TVOC非甲烷总烃进行表征,而且大多时候是采用NMHC但是对于2个因子的使用其实争议很大,特别是一些排放标准(如农药制造工业、制药工业大气污染物排放标准)中既有NMHC又有VOCs,怎么选择呢?有人认为选择TVOC(因为既能表征VOCs,同时大气导则附录D中有TVOC)、有人认为应选择非甲烷总烃(因为TVOC没有国标监测方法)、有人认为两个都选择(因为排放标准中两个都有),实际工作中可谓是群雄论战,那么到底该怎么选择呢?我们逐一讨论,小编只是知识搬运工,在此刨根问底,相关语言更加口语化,为了简单说明问题,相关内容描述也不够严谨,如有不妥之处,欢迎各位批评指正。

1、定义

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     上图是几乎所有涉及非甲烷总烃和TVOC排放标准的术语和定义,也就是说在表征挥发性有机物VOCs时,既可以采用TVOC,也可以采用非甲烷总烃,到底选用哪一个,怎么选择呢?上图说了,要“根据行业特征和环境管理要求”具体决定,怎么个根据法,却不说,好,我们继续探究。

2 涵盖的范围

     对于非甲烷总烃和TVOC涵盖的挥发性有机物范围一致不一致呢,有多少重合部分?谁涵盖的范围更大?我们得从监测方法探究。

2.1 非甲烷总烃

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      ①查阅《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》(HJ38—2017)和《环境空气总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定直接进样-气相色谱法》(HJ604—2017),可知非甲烷总烃是反应扣除甲烷以后的在气相色谱仪的氢火焰离子化检测器上有响应的有机化合物总和(注意与旧标准可不一样,这里包括了所有仪器有响应的烷、烯、炔、苯、醇、醛、酸、醋、酮等化合物)。

      ②提一下氢火焰离子化检测器(FID),此检测器对几乎所有的有机化合物均有响应,详见下图。

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      ③测定原理:将气体样品直接注入具氢火焰离子化检测器的气相色谱仪,分别在总烃柱和甲烷柱上测定总烃和烷的含量,两者之差即为非甲烷总烃的含量。同时以除烃空气代替样品,测定氧在总烃柱上的响应值,以扣除样品中的氧对总烃测定的干扰。

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      重点:仪器测定非甲烷总烃时出一个总峰,得出的总烃然后扣除甲烷后,得出非甲烷总烃浓度,且氢火焰离子化检测器(FID)对几乎所有的有机化合物均有响应(注意色谱仪进样口温度100℃,柱温80℃,检测器温度200℃)。

2.2TVOC

     ①目前国家标准中涉及TVOC的都是指室内空气限值,TVOC目前是没有国家污染物标准监测技术规定的(但是福建省有地标—DB35/T 1746—2018),先看看《室内空气质量标准》(GB/T 18883-2002)中对TVOC的描述,

      ②计算TVOC,包括色谱图中保留时间在正己烷和正十六烷之间的挥发性有机物,这里有一个关键词“保留时间”,这里大概粗略介绍下保留时间,在气相色谱仪中有个色谱柱,不同的气体物化性质不同,从进到出色谱柱的时间就不同,每种物质都有固定的保留时间,因此根据保留时间就可以对物质进行定性,保留时间影响因素很多,跟污染物分子结构和热力学性质有密切关系。同时国家环境保护总局科技标准司与中国环境科学学会主编的《室内环境与健康》中提到,美国的PGM-76IC光离子化(PID)气体检测仪对C4以上碳化合物都有信号。

     ③现行的检测方法主要依据《室内空气质量标准》(GB/T18883—2002)、《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB50325—2010),原理是将Tenax-TA吸附管富集采样后通过热解吸装置导入气相色谱仪,经FID检测器分析测定各组分化合物的含量,未知化合物以甲苯计,然后求和得到TVOC值。

    先看看GB/T18883中色谱图和福建DB35/T 1746中色谱图。

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看看怎么求和的

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       重点:测定TVOC时每个物质组分出成独立的单峰,TVOC是气相色谱法分析出单一挥发性有机物后,加和得出的浓度。

2.3 非甲烷总烃和TVOC谁涵盖的污染物范围更大呢?

  对于表征挥发性有机物VOCs的指标,而且使用的都是气相色谱法,非甲烷总烃和TVOC涵盖的挥发性有机物基本上很难简单区分,但是考虑到非甲烷总烃是以碳计,TVOC则是将已知物质的含量,加上未知物质的含量(以甲苯计)计算参照物不同,定量方法不同,因此,会发现使用非甲烷总烃与TVOC表征时,相关的排放限值是不同的。

3、有些排放标准中为啥会涉及非甲烷总烃和TVOC呢?

   在控制指标的选取上,VOCS排放组分较为复杂的,可选取综合性指标如非甲烷总烃(NMHC)作为控制指标,但是非甲烷总烃只能大概获取企业的一个总的排放浓度,对特征污染物质无法判别,导致虽然有些企业排放浓度较高,但是可能对环境空气质量的影响却相对较小。而TVOC可以更有的放矢的确定对环境影响较大的行业和污染物种类,但是目前我国在污染源TVOC的分析方法上,污染源的排放采样以及分析操作方面尚没有国家标准分析测试方法可以遵照执行,在分析测试标准气体方面也尚未用于制定标准曲线的标气可以选用。另外不同行业由于原辅材料的不同,排放成分的差异性比较大,难以涵盖所有的物质,对分析测试结果影响较大。

      综上所述,NMHC 的测试相对便捷,用于管控企业的总体排放水平;而TVOC可以更有的放矢地帮助管理部门制定精准的管控政策,根据行业的特征物质确定相关的减排目标,对环境空气质量的改善有较大的指导作用。

4、排放标准中涉及非甲烷总烃和TVOC的,选择哪一个指标表征呢?举例说明

    ①排放标准同时涉及两指标的如:《制药工业大气污染物排放标准》(GB 37823-2019)表1中污染物控制项目中同时涉及非甲烷总烃和TVOC,到底用哪个,还是两个都用呢?

    ②二选一就行:

      查阅《污染源源强核算技术指南 制药工业》(HJ992—2018)3.2中指出表征VOCs总体排放情况时,根据行业特征和环境管理要求,可采用总挥发性有机物(以TVOC表示)或非甲烷总烃(以NMHC表示)作为污染物控制项目,看来还是二选一,选一个就行。

     查阅《排污许可证申请与核发技术规范 制药工业—原料药制造》(HJ858.1—2017)3.4规定,挥发性有机“根据行业特征和环境管理需求,可选择对主要VOCs物种进行定量加和的方法测量总有机化合物(以TVOC表示),或者选用按基准物质标定,检测器对混合进样中VOCs综合响应的方法测量非甲烷有机化合物(以NMOC表示,以碳计),本标准以非甲烷总烃表征,”看来还是二选一,选一个就行。

  ③二选一选哪个,选择非甲烷总烃!!

  先看《排污单位自行监测技术指南 化学合成类制药工业》(HJ 883-2017)怎么说的,

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   自行监测指南中,明确指出现阶段没有TVOC的标准监测方法,因此监测时,都以非甲烷总烃表征。


    再看两个标准,一前一后对TVOC的注释的异同

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    通过以上表述,可以知道,①哪些物质计入TVOC是要筛选的,比如福建省地标《空气和废气 总挥发性有机物(TVOC)的测定 冷冻浓缩_气相色谱-质谱法》(DB35/T 1746—2018)给出了61种挥发性有机物的测定(里面明确指出:其他的通过方法验证才能使用本标准),目前国家层面没有相关标准,因此哪些有机物(该有机物属于TVOC也要筛选,筛选的得有检测方法,否则筛选出没意义,TVOC计算不出来,也没法后续管控)筛选计入TVOC是无法确定的。②同样是排放标准涉及非甲烷总烃和TVOC的,相比2019年的制药工业,2020年的农药制造工业排放标准中对于TVOC注释中多了一句话,“待国家污染物监测技术规定发布后实施”,也就是说目前国家没有TVOC的监测技术规定,啥时候有了再用TVOC表征吧,因此没有相关规定的话,哪些计入都是无法确定的。

5、结语

  在表征挥发性有机物VOCs时,既可以采用TVOC,也可以采用非甲烷总烃。现阶段,NMHC方法相对成熟、便捷迅速,用于管控企业的总体排放水平;而TVOC可以更有的放矢地帮助管理部门制定精准的管控政策,根据行业的特征物质确定相关的减排目标。

     但是对于TVOC,由于现阶段国家还未出台标准测定方法,如果想要选用TVOC作为控制指标,排放标准要求要筛选计入TVOC的物质(筛选了,后续得能管控,得能监测,否则没意义),例如福建省地标只给了61类有机物,福建地区的可以根据项目污染物和地标确定计入TVOC的物质,但是全国还不行,还没标准。

     并且2020年的农药制造工业大气污染物排放标准中对于TVOC的注释中明确指出,“待国家污染物监测技术规定发布后实施”,那我们就再等等吧。


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