對(duì)涂料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中VOC定義的分析和解讀

王海梅，HENRIK GERT LARSEN，張憲康

（1.福侶閣涂料技術(shù)開(kāi)發(fā)（上海）有限公司，上海 201611；2.上海大學(xué)，上海 200444）

1 VOC的術(shù)語(yǔ)和定義

VOC是揮發(fā)性有機(jī)化合物（volatile organic compound）的英文縮寫，有些文章是以volatile organic compounds或者VOCs形式表示。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組 織（International Organization for Standardization，ISO）對(duì)VOC的定義是：所處的大氣環(huán)境的正常溫度和壓力下，可以自然蒸發(fā)的任何有機(jī)液體和/或固體。美國(guó)ASTM D 3960—1998標(biāo)準(zhǔn)將VOC定義為任何能參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物。美國(guó)聯(lián)邦環(huán)保署（EPA）的定義：VOC是除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外，任何參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物。世界衛(wèi)生組織則根據(jù)沸點(diǎn)的不同，把室內(nèi)有機(jī)污染物分為極易揮發(fā)性有機(jī)物（VVOC）、揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）、半揮發(fā)性有機(jī)物（SVOC）和難揮發(fā)性有機(jī)物（NVOC）。其中對(duì)VOC的定義是沸點(diǎn)在50～100 ℃至240～260 ℃的有機(jī)化合物。不管是從沸點(diǎn)角度還是從參加光化學(xué)反應(yīng)的角度來(lái)定義，VOC對(duì)人類健康或者對(duì)環(huán)境的影響已深入人心。

2 我國(guó)VOC定義的演變

早在20年前，我國(guó)涂料標(biāo)準(zhǔn)GB 18581—2001《室內(nèi)裝飾裝修材料 溶劑型木器涂料中有害物質(zhì)限量》和GB 18582—2001《室內(nèi)裝飾裝修材料 內(nèi)墻涂料中有害物質(zhì)限量》中就引入了VOC限量值的概念，主要參考了歐共體生態(tài)標(biāo)志產(chǎn)品——色漆和清漆生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)（1999/10/EC）。該標(biāo)準(zhǔn)不含VOC的具體定義，只是規(guī)定了涂料中VOC含量的測(cè)定和計(jì)算方法，均采用質(zhì)量法測(cè)定VOC含量。

2002年，由國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局發(fā)布了HBC 12—2002《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求 水性涂料》，此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)總揮發(fā)性有機(jī)化合物（TVOC）的含量進(jìn)行了闡述，即在特定試驗(yàn)條件下，除水以外單位體積涂料中的所有可揮發(fā)性有機(jī)化合物的量，也采用質(zhì)量法測(cè)定VOC含量。

由于質(zhì)量法測(cè)定VOC含量誤差較大，且不適合低VOC涂料產(chǎn)品的測(cè)試。于是在2005年對(duì)標(biāo)準(zhǔn)HBC 12—2002進(jìn)行了修訂，新版本為HJ/T 201—2005《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求 水性涂料》，首次增加了水性涂料VOC的定義：指在101.3 kPa標(biāo)準(zhǔn)壓力下，任何初沸點(diǎn)低于或等于250 ℃的有機(jī)化合物。

同時(shí)修改了VOC含量的測(cè)試方法，采用了ISO 11890-2：2002《色漆與清漆——揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）含量的測(cè)定 第2部分：氣相色譜法》，并以己二酸二乙酯作為250 ℃沸點(diǎn)的標(biāo)記物。

隨后在GB 18582—2008《室內(nèi)裝飾裝修材料 內(nèi)墻涂料中有害物質(zhì)限量》和GB 24408—2009《建筑用外墻涂料中有害物質(zhì)限量》標(biāo)準(zhǔn)中，均采用了上述的VOC定義，即在101.3 kPa標(biāo)準(zhǔn)壓力下，任何初沸點(diǎn)低于或等于250 ℃的有機(jī)化合物。測(cè)定方法為氣相色譜法。

2015年，中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局根據(jù)ISO 4618—2014 Paints and Varnishes-Terms and Definitions的標(biāo)準(zhǔn)，修訂了GB/T 5206—2015《色漆和清漆 術(shù)語(yǔ)和定義》，其中2.270定義：VOC是指在所處大氣環(huán)境的正常溫度和壓力下，可以自然蒸發(fā)的任何有機(jī)液體和/或固體。

此后，在2017年和2019年之間發(fā)布的各涂料材料標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T 35602—2017《綠色產(chǎn)品評(píng)價(jià) 涂料》、GB/T 34676—2017《兒童房裝飾用內(nèi)墻涂料》、GB 38468—2019《室內(nèi)地坪涂料中有害物質(zhì)限量》、GB 38469—2019《船舶涂料中有害物質(zhì)限量》中，均按照GB/T 5206—2015中2.270的定義內(nèi)容對(duì)VOC進(jìn)行定義，即VOC是指在所處大氣環(huán)境的正常溫度和壓力下，可以自然蒸發(fā)的任何有機(jī)液體和/或固體。

2019年7月1日，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了GB 37822—2019《揮發(fā)性有機(jī)物無(wú)組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》，首次將揮發(fā)性有機(jī)化合物的定義調(diào)整為“參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物，或者根據(jù)有關(guān)規(guī)定確定的有機(jī)化合物”。該定義參照了美國(guó)ASTM D 3960—1998標(biāo)準(zhǔn)，即VOC的定義是任何能參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物。美國(guó)關(guān)于VOCs的定義對(duì)沸點(diǎn)或者初沸點(diǎn)范圍不作定義，只強(qiáng)調(diào)是否參與大氣光化學(xué)反應(yīng)，將參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的低活性溶劑作為豁免溶劑，所以美國(guó)針對(duì)該定義，增加了豁免溶劑清單。隨后我國(guó)涂料及相關(guān)行業(yè)發(fā)布的各標(biāo)準(zhǔn)對(duì)VOC的定義參照了上述標(biāo)準(zhǔn)。2020年至今，我國(guó)不同標(biāo)準(zhǔn)中的VOC定義見(jiàn)表1。

表1 2020年至今我國(guó)不同標(biāo)準(zhǔn)中的VOC的定義Table 1 VOC definitions from different standards in China since 2020

由表1可見(jiàn)，除GB/T 38507—2020標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)VOC的定義仍按照初沸點(diǎn)定義，其他標(biāo)準(zhǔn)中VOC的定義均采用了“參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物，或者根據(jù)有關(guān)規(guī)定確定的有機(jī)化合物”。而在GB/T 38508—2020中，更是把“在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓101.3 kPa下，初沸點(diǎn)小于或等于250 ℃”“參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物”和“或者根據(jù)有關(guān)規(guī)定確定的有機(jī)化合物”同時(shí)放在一個(gè)定義里。事實(shí)上參加光化學(xué)反應(yīng)的化合物涵蓋了所有沸點(diǎn)的有機(jī)化合物，而“根據(jù)有關(guān)規(guī)定確定的有機(jī)化合物”是目前執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)中的初沸點(diǎn)小于或等于250 ℃的有機(jī)化合物，兩者之間具有一定區(qū)別。

盡管VOC的定義經(jīng)過(guò)了多種演變，但VOC的含量仍然按照GB/T 5206—2015中2.271的規(guī)定進(jìn)行測(cè)定，即在規(guī)定的條件下測(cè)得的涂料中存在的VOC的質(zhì)量。目前測(cè)得的VOC含量都是沸點(diǎn)低于或者等于250 ℃的有機(jī)化合物的總量。

3 控制半揮發(fā)性有機(jī)化合物（SVOC）的意義

在VOC管控日趨嚴(yán)厲的前提下，建筑涂料成膜助劑向高沸點(diǎn)發(fā)展的趨勢(shì)十分明顯。建筑涂料產(chǎn)品在配方設(shè)計(jì)時(shí)，為了規(guī)避VOC的含量管控會(huì)加入一些高沸點(diǎn)的溶劑，即半揮發(fā)性有機(jī)化合物（Semi-volatile Organic Compounds，SVOC）。與VOC相比，SVOC沸點(diǎn)更高，揮發(fā)性更慢，飽和蒸汽壓較低，吸附性很強(qiáng)，在環(huán)境中較穩(wěn)定，不易降解，可存在于室內(nèi)環(huán)境中數(shù)年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。而且由于其較強(qiáng)的吸附性，在空氣中可以氣態(tài)和氣溶膠兩種形式存在，均可通過(guò)呼吸道吸入、經(jīng)口攝入和皮膚滲入等途徑進(jìn)入人體，從而引起哮喘和過(guò)敏癥狀，甚至影響生殖和神經(jīng)系統(tǒng)。

世界衛(wèi)生組織（WHO）早在1989年就給出了半揮發(fā)性有機(jī)化合物（SVOC）的定義：沸點(diǎn)在240～260 ℃至380～400 ℃的有機(jī)化合物。而歐共體生態(tài)標(biāo)志產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)也早已對(duì)SVOC的定義和檢測(cè)方法進(jìn)行了相關(guān)說(shuō)明。我國(guó)針對(duì)SVOC污染的研究起步較晚，事實(shí)上SVOC同樣會(huì)參與大氣光化學(xué)反應(yīng)。隨著近幾年國(guó)家推動(dòng)的一系列環(huán)保政策，從“大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃”“中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)稅法”“ 揮發(fā)性有機(jī)化合物十三五規(guī)劃”，到“打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)工作三年行動(dòng)計(jì)劃”，再到目前涂料行業(yè)“十四五”總體目標(biāo)和規(guī)劃的落實(shí)，人們已經(jīng)越來(lái)越意識(shí)到有害物質(zhì)對(duì)人類和環(huán)境造成的深遠(yuǎn)影響和極大危害。因此與人們密切關(guān)系的涂料，特別是內(nèi)墻裝飾裝修涂料等，更應(yīng)該重視其有害的物質(zhì)限量的管控。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)是涂料產(chǎn)銷大國(guó)，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)涂料行業(yè)偏重于關(guān)注質(zhì)量化特性指標(biāo)，以滿足性能和應(yīng)用的實(shí)際要求。隨著環(huán)保意識(shí)和綠色發(fā)展理念的深入人心，全國(guó)涂料和顏料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)為了進(jìn)一步完善涂料中有害物質(zhì)限量標(biāo)準(zhǔn)體系，計(jì)劃于“十四五”末期，提出對(duì)強(qiáng)制性有害物質(zhì)限量標(biāo)準(zhǔn)的整合修訂計(jì)劃，其中一項(xiàng)重要的控制項(xiàng)目就是增加SVOC限量的要求，并提升部分產(chǎn)品的VOC限量指標(biāo)等。相信未來(lái)涂料行業(yè)一定會(huì)朝著更加高質(zhì)量的綠色發(fā)展方向前行。