近年來，揮發(fā)性有機物(VOCs)日益受到社會的關注，如何有效控制VOCs已成為現(xiàn)階段我國大氣環(huán)境治理領域中的熱點問題。
與其他污染物相比，VOCs較為特殊，反應性是該類污染物最大的特點，該特點不僅體現(xiàn)在VOCs自身的活性上，也體現(xiàn)在該類污染物與其他污染物的相互反應上，其復雜性和管控難度要遠遠大于其他常規(guī)污染物，因而需要制定科學的、有針對性的管控政策，而VOCs的定義是管控政策的集中體現(xiàn)。
美國是世界上最早開始立法管控VOCs的國家。自美國根據(jù)光化學反應活性定義VOCs后，該定義便為世界各國廣泛接受，并將VOCs作為常規(guī)污染物之一進行管控。
為清晰對比VOCs定義之間的差異，本文將各類定義從等級和類型進行區(qū)分。
根據(jù)等級不同，將VOCs定義分為國家定義和地方或行業(yè)定義;
根據(jù)類型不同，將VOCs定義分為反應性(是否參與光化學反應)和揮發(fā)性(沸點和蒸氣壓限值)定義。
1美國VOCs定義歷程
美國現(xiàn)行VOCs定義為反應性定義，由美國EPA制定并于1992年寫入聯(lián)邦法典，但美國最初采用的也是揮發(fā)性定義。
美國VOCs定義經(jīng)歷了前VOCs階段、揮發(fā)性定義階段和反應性定義階段。
其VOCs定義的變化過程既是揮發(fā)性定義轉變?yōu)榉磻远x的過程，也是美國VOCs管控政策的變化過程，其實質是美國對于VOCs環(huán)境影響和危害特性的認識不斷深入的過程。
前VOCs階段
美國EPA成立于1970年12月，之前尚未使用VOCs這一名詞。
例如1970年3月由國家空氣污染控制管理部門發(fā)布的《固定源排放的碳氫化合物和有機溶劑的控制技術》(AP-68)，使用的名稱為“碳氫化合物和有機溶劑”。
揮發(fā)性定義階段
EPA認識到“碳氫化合物和有機溶劑”會帶來概念上的混淆。
“碳氫化合物”指的是所有有機化合物的集合，但是一些有機物不屬于“碳氫化合物”，也不作為溶劑使用，卻是光化學氧化劑的前體物。因此，EPA開始使用“VOCs”這一名詞。
但是由于對大氣光化學反應認識不足，在EPA成立之后很長一段時間內，一直沒有給出明確的VOCs定義。
直至20世紀70年代末，EPA出版了《污染物控制技術指南》(CTG)系列，首次提出了VOCs的定義(以下簡稱“CTG定義”):除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽、碳酸銨之外，標準狀態(tài)下蒸汽壓大于0．1mmHg(1mmHg=0．133kPa)的碳化合物。
然而，在CTG給出VOCs定義之前，洛杉磯地區(qū)在1966年就已給出了類似定義(以下簡稱“66定義”):220℉(約104℃)時蒸汽壓大于0．5mmHg的有機化合物。如果只看蒸汽壓限值，CTG定義(0．1mmHg)比66定義(0．5mmHg)更為嚴格，管控的物質也更多。然而，不同溫度對應不同的蒸汽壓，考慮到溫度的不同，CTG定義反而更不嚴格。
進一步的研究表明，常溫下，氣體中存在碳原子數(shù)遠遠大于12甚至直到18的有機物，部分碳原子數(shù)大于24的有機物在常溫下有時也可以存在于氣態(tài)中;高溫時，低揮發(fā)性的有機物也能變成氣體并參與光化學反應。因而化合物是否揮發(fā)很大程度上取決于使用時的加熱方式和程度，但管理機構對此并不能預先確定，故難以規(guī)范。
根據(jù)2014年EPA頒布的數(shù)據(jù)，目前美國發(fā)現(xiàn)的VOCs物質共有1497種(類)，其中可確定沸點大于250℃的有308種，小于250℃的有1011種，未能確定沸點的有178種。
也就是說，至少有308種美國管控的VOCs物質是不包含在揮發(fā)性定義內的，該數(shù)值約占已知VOCs種類的20．57%。
1987年11月，EPA發(fā)布了《新的臭氧和CO政策提案》。該提案附錄D中包含了一系列與當時的SIPs及CAA不一致的內容，并要求各州改正。EPA在聯(lián)邦法令通知中聲明，“很多法規(guī)不正確地包含了蒸汽壓限值(如0．1mmHg)，導致了很多具備光化學活性的化合物被豁免而不受管控”，并且該通知提供了一個不包含蒸汽壓限值的VOCs的模型定義，該定義為:任何參與光化學反應的有機化合物，但不包含甲烷、乙烷等11種化合物。
1988年5月，EPA發(fā)布了《與VOCs蒸汽壓限值不足和差異相關的問題》。
該文檔認為，各州VOCs管理規(guī)定應與EPA的反應活性政策保持一致，VOCs定義不能使用0．1mmHg蒸汽壓作為限值，因為這樣的定義豁免了低揮發(fā)性但在特定過程會揮發(fā)并參與光化學反應的有機物。各州必須在SIPs中修改相關內容。
反應性定義確認階段
鑒于VOCs定義的復雜性，各地方執(zhí)行過程混亂，EPA認為應該給出一個正式的VOCs定義并列入聯(lián)邦法典［40CFＲ51．100(s)］，以結束長期以來關于VOCs定義的爭議，以便今后有據(jù)可依。
1992年2月，EPA頒布了VOCs定義，隨后被編入法典。
該定義為:除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽、碳酸銨之外，任何參加大氣光化學反應的碳化合物。此外，還包括豁免名單及6項豁免條款。截至2014年12月30日，EPA在已有24種(類)豁免名單的基礎上，又陸續(xù)增加了36種(類)豁免物質。
2美國VOCs國家定義及管控手段
美國VOCs國家定義為:除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽、碳酸銨之外，任何參加大氣光化學反應的碳化合物。在該定義中，對微反應性物質進行了豁免。截至2014年12月30日，EPA總共豁免了60種(類)微反應性物質。
美國VOCs地方定義大多直接引用其國家定義，少數(shù)地區(qū)如加州在國家定義的基礎上加嚴了豁免物質。
美國行業(yè)定義是在國家定義的基礎上，強調了可監(jiān)測、核算等可操作性相關內容，如美國新污染源標準的通用條款定義為:VOCs是指任何參與大氣光化學反應的有機化合物，或者依據(jù)法定方法、等效方法、替代方法測得的有機化合物，或者依據(jù)條款規(guī)定的特定程序確定的有機化合物。
可以看出:
1)美國的國家定義指明了VOCs的管控目的和方向，在其指導下，地方和行業(yè)定義都采用了反應性定義，國家定義具有很強的指導作用;
2)國家和地方定義明確了哪些物質不屬于VOCs，可免于管控，行業(yè)定義則易于進行監(jiān)測和定量，國家和地方及行業(yè)定義之間實現(xiàn)互補;
3)美國反應性定義的核心在于豁免基準和豁免物質，EPA認為豁免低反應性的物質可以有效加強對于高反應性物質的管控，并且可以鼓勵企業(yè)采用豁免物質替代VOCs物質。
3中國VOCs定義及管控手段
很遺憾，我國目前缺乏VOCs國家定義。
在地方定義中，如香港引用了美國國家定義，而天津則采用了揮發(fā)性定義;在行業(yè)定義中，某些行業(yè)采用了反應性定義，某些采用了揮發(fā)性定義?？傮w而言，我國各類VOCs定義并不統(tǒng)一，相互之間也缺乏一致性和互補性。
最為關鍵的是，由于缺乏國家定義對于豁免物質的規(guī)定，我國未對大量的微反應性物質進行豁免，這就使得微反應性物質也被管控，企業(yè)無法用微反應性物質替代高反應性物質，將會增加管控成本，并影響管控效果。
4明確中國VOCs定義及管控對策的建議
盡早明確國家定義
與美國VOCs定義歷程類似，中國目前也出現(xiàn)了地方和行業(yè)定義先于國家定義出現(xiàn)的情況。
總體而言，我國的VOCs定義處于較為混亂和矛盾的局面，體現(xiàn)在反應性定義和揮發(fā)性定義同時存在，揮發(fā)性定義中揮發(fā)性限值不統(tǒng)一，反應性定義中缺乏豁免物質等方面。
借鑒美國的VOCs定義歷程，我國應盡快給出一個明確的VOCs國家定義，以結束長期以來關于定義的爭議。
作為國家定義，一定要堅持科學性和嚴謹性，應采用反應性定義并明確豁免基準。鑒于國內VOCs反應性研究起步較晚，可考慮暫時借鑒美國國家定義。
盡快統(tǒng)一地方和行業(yè)定義
國家定義指明了VOCs的管控方向，明確了VOCs的具體物質，起到指導和規(guī)范作用，而具體執(zhí)行還需要地方政府和行業(yè)部門的配合。
因此應在國家定義的指導下，盡快統(tǒng)一和完善地方和行業(yè)定義。地方定義在與國家定義反應性保持一致的前提下，可以對豁免物質加嚴。
行業(yè)定義在不違背國家定義的前提下，可強調可監(jiān)測、核算等可操作性內容。
建立VOCs反應性管控體系
VOCs的反應性是最復雜也是最需要投入大量精力進行研究的方面。
對于臭氧而言，目前已知的大約有上千種VOCs物質能夠反應生成臭氧，但并不是所有的VOCs都具有相同的生成臭氧的能力。
反應性不僅僅是化合物本身的性質，還與化合物所處的自然環(huán)境密切相關。一種有機化合物的絕對活性隨著VOCs與NOx的比值、氣象條件、空氣中其他VOCs的混合以及反應時間的不同而存在差異。
因此，反應性定義指明了VOCs的管控目的和方向，可引導國內相關機構開展一系列VOCs反應性基礎研究，包括監(jiān)測方法、表征方法、基于具體物質的排放量管理和光化學反應機理研究等，以此為基礎逐步建立和完善我國VOCs反應性管控體系。
加強VOCs其他危害特性管控
在制定VOCs控制政策時，除首先應確定哪種危害特性影響最大，需要優(yōu)先控制外，還需要全面考慮VOCs的其他各種危害特性。
美國針對VOCs的不同危害特性，建立了全面覆蓋VOCs其他危害特性的管控體系，包括有毒有害特性、破壞臭氧層和溫室氣體特性，值得我國借鑒。
對有毒有害空氣污染物的控制是對常規(guī)空氣污染物進行管控的補充，是環(huán)境空氣質量管控的下一階段，其管控難度不亞于常規(guī)污染物。對此，我國應早作準備。
美國的HAPs管控體系設計較為科學，為我國提供了很好的參考。建議我國根據(jù)自身污染物排放的特點，在美國HAPs清單的基礎上，有取舍、有補充地制定中國的有毒有害大氣污染物清單，進而完善有毒有害空氣污染物管控體系。
來源:《環(huán)境影響評價》 作者:楊一鳴等
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