揮發(fā)性有機物是一類物質(zhì)的總稱。環(huán)境保護部2014年發(fā)布的《大氣揮發(fā)性有機物源排放清單編制技術(shù)指南(試行)》對揮發(fā)性有機物的定義是：在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下飽和蒸氣壓較高(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下大于13.33Pa)、沸點較低、分子量小、常溫狀態(tài)下易揮發(fā)的有機化合物。《大氣揮發(fā)性有機物源排放清單編制技術(shù)指南》將揮發(fā)性有機物的主要貢獻(xiàn)源劃分為生物質(zhì)燃燒源、化石燃料燃燒源、工業(yè)過程源、溶劑使用源和移動源。大氣中的細(xì)顆粒物約50%來自揮發(fā)性有機物等氣態(tài)污染物經(jīng)過復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)形成的二次粒子。不僅如此，揮發(fā)性有機物中的脂肪烴、氯化烴、芳香烴、氯代烴、酮類、脂類以及乙二醇醚及其酯類還具有神經(jīng)毒性、血液毒性、肝腎毒性和生殖遺傳毒性，并會刺激皮膚黏膜。

盡管如此，“十二五”時期中國大氣污染控制的重點仍聚焦在二氧化硫、氮氧化物和工業(yè)煙粉塵三種污染物上。在當(dāng)前各級政府全面實施對揮發(fā)性有機物進行管控，改善城市大氣環(huán)境質(zhì)量，保障公眾健康的背景下，本文對揮發(fā)性有機物相關(guān)政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)方法進行了系統(tǒng)的梳理，提出中國揮發(fā)性有機物污染防治政策體系，并據(jù)此分析出環(huán)境管理對實驗室和在線/便攜監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用需求。

發(fā)達(dá)國家對揮發(fā)性有機物的管控基本延續(xù)大氣污染防治的傳統(tǒng)思路(表1)，主要包括出臺相關(guān)法律法規(guī)提升政策措施的法律效力，從污染源清單入手針對本地的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和排放特征出臺行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范企業(yè)的排污行為，并通過總量控制等環(huán)境管理手段推動企業(yè)減排。此外，美國、歐盟和日本還從各自的管理需求出發(fā)，出臺了不同的監(jiān)測方法標(biāo)準(zhǔn)，為揮發(fā)性有機物的污染防治提供數(shù)據(jù)支撐。

綜上，美國、歐盟以及日本等發(fā)達(dá)國家對大氣VOCs污染的防控機制總體上以多級管理為主，在中央或聯(lián)邦出臺相關(guān)法規(guī)政策下，各地方或各成員國根據(jù)當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)特點、地理和氣象條件、社會人口等因素制定符合當(dāng)?shù)厍闆r的大氣VOCs污染防控管理機制。值得注意的是，由于各國針對大氣VOCs污染防控的起步時間不一致，對各VOCs排放行業(yè)的適用性略有不同�？傮w上，通過對以上發(fā)達(dá)國家對大氣VOCs污染防控經(jīng)驗的梳理，針對大氣VOCs污染防控的多級管理模式對中國有一定的參考意義。

自2012年年底國務(wù)院發(fā)布《重點區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》，對京津冀等重點區(qū)域重點行業(yè)現(xiàn)役源揮發(fā)性有機物提出削減比例指標(biāo)要求以來，國家陸續(xù)出臺了一系列相關(guān)的政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)方法。在國家層面，該體系主要由大氣污染防治法、國務(wù)院出臺的行動計劃、大氣污染物防治規(guī)劃、技術(shù)政策、行業(yè)污染治理方案、排污收費方法、檢測方法標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成(表2和表3)。

在法律層面，該體系由第十二屆全國人大常委會第十六次會議制定的《中華人民共和國大氣污染防治法》(簡稱《大氣污染防治法》)主導(dǎo)。《大氣污染防治法》總則中提出推行區(qū)域大氣污染聯(lián)合防治，并提出對常規(guī)大氣污染物、氨、揮發(fā)性有機物和溫室氣體實施協(xié)同控制。同時，制定含揮發(fā)性有機物產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并規(guī)定在生產(chǎn)、進口、銷售和使用含揮發(fā)性有機物的原材料和產(chǎn)品時應(yīng)當(dāng)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或要求。除針對VOCs標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范類法規(guī)外，《大氣污染防治法》還規(guī)定了一系列針對VOCs產(chǎn)品生產(chǎn)的鼓勵和處罰措施，如對生產(chǎn)、銷售VOCs含量不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或要求的原材料和產(chǎn)品的，由縣級以上地方人民政府進行監(jiān)管，沒收原材料、產(chǎn)品和違法所得，并處貨值金額一倍以上三倍以下的罰款。

在行政法規(guī)層面，國務(wù)院在2013年9月出臺了《大氣污染防治行動計劃》，提出在石化、有機化工、表面涂裝、包裝印刷等行業(yè)實施揮發(fā)性有機物綜合整治，完成油氣回收治理，完善含揮發(fā)性有機物產(chǎn)品的相關(guān)限值標(biāo)準(zhǔn)，并鼓勵生產(chǎn)、銷售和使用低揮發(fā)性有機溶劑。此外，《大氣污染防治行動計劃》還鼓勵企業(yè)加強揮發(fā)性有機物控制的相關(guān)技術(shù)研發(fā)及改造。在行業(yè)準(zhǔn)入方面，將揮發(fā)性有機物是否符合總量控制要求作為建設(shè)項目環(huán)境影響評價審批的前置條件之一。同時，還提出將VOCs納入排污費征收范圍內(nèi)。

在部門規(guī)章層面，環(huán)保部、國家發(fā)改委、財政部、工信部等部委相繼出臺了有針對性的VOCs污染防治相關(guān)文件。2012年9月，由環(huán)保部、國家發(fā)改委和財政部共同發(fā)布的《重點區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》中提出在新建排放VOCs的項目中實行污染排放減量替代，提高VOCs排放類項目建設(shè)要求，開展重點行業(yè)治理，制定相關(guān)行業(yè)的VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)等工作;2013年，環(huán)保部發(fā)布了《揮發(fā)性有機物防治技術(shù)政策》，該技術(shù)政策作為指導(dǎo)性文件，提出了生產(chǎn)VOCs物料和含VOCs產(chǎn)品的生產(chǎn)、儲存運輸銷售、使用、消費各環(huán)節(jié)的污染防治策略和方法;2014年環(huán)保部發(fā)布了《石化行業(yè)揮發(fā)性有機物綜合整治方案》，該方案提出到2017年全國石化行業(yè)的排放量削減目標(biāo)，并提出開展VOCs污染源排查、嚴(yán)格建設(shè)項目環(huán)境準(zhǔn)入、完善VOCs監(jiān)管體系、實施VOCs全過程控制、建立VOCs管理體系等任務(wù);2015年，工信部、財政部聯(lián)合發(fā)布《重點行業(yè)揮發(fā)性有機物削減行動計劃》，該計劃制定了到2018年的VOCs削減目標(biāo)，并提出實施原料替代工程、工藝技術(shù)改造工程、回收及綜合治理工程等任務(wù);2015年6月，由財政部、國家發(fā)改委、環(huán)保部發(fā)布的《揮發(fā)性有機物排污收費試點辦法》規(guī)定了石油化工行業(yè)和包裝印刷行業(yè)VOCs排污費的征收、使用和管理辦法。

雖然中國對揮發(fā)性有機物的管控起步較晚，但目前形成的政策體系既包括上位法支撐，又涵蓋對具體管理機制的規(guī)范要求，配套了部分技術(shù)政策和環(huán)境經(jīng)濟政策，為揮發(fā)性有機物污染的防治工作提供了有力的法律支撐和政策保障。此外，北京市、天津市和廣東省還結(jié)合地方實際，提出了針對印刷、制鞋、汽車表面涂裝、家具制造等行業(yè)的揮發(fā)性有機物排放標(biāo)準(zhǔn)，為企業(yè)控制污染物排放和環(huán)保部門執(zhí)法提供了明確的依據(jù)。

3.1排污收費和總量控制機制對監(jiān)測的需求

揮發(fā)性有機物污染防治政策體系對污染物監(jiān)測提出了明確的管理需求。其中，新出臺的《揮發(fā)性有機物排污收費試點辦法》要求試點征收排污費的石化和包裝印刷行業(yè)企業(yè)，通過物料平衡等核算的方法確定污染物排放量。但由于每家企業(yè)使用的原輔材料和采用的工藝不同，實際監(jiān)測得出的揮發(fā)性有機物排放量更為準(zhǔn)確。新出臺的《大氣污染防治法》要求“產(chǎn)生含揮發(fā)性有機物廢氣的生產(chǎn)和服務(wù)活動，應(yīng)當(dāng)在密閉空間或者設(shè)備中進行”，這也將有利于企業(yè)統(tǒng)一收集廢氣，實現(xiàn)揮發(fā)性有機物的準(zhǔn)確測定。

此外，目前已經(jīng)實施的《石化行業(yè)揮發(fā)性有機物綜合整治方案》提出，工藝廢氣、燃燒煙氣、揮發(fā)性有機物處理設(shè)施排放廢氣和火炬系統(tǒng)等有組織廢氣排放的企業(yè)應(yīng)逐步安裝在線連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)。而上海市已經(jīng)率先要求石油化工、工業(yè)涂裝、包裝印刷等行業(yè)的重點企業(yè)安裝配有氫火焰離子檢測器(FID)的在線監(jiān)測設(shè)備。天津市實施的《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》也要求“排放筒VOCs排放速率(包括等效排氣筒等效排放速率)大于2.5kg/h或排氣量大于60000m3/h時須配套建設(shè)VOCs在線監(jiān)測設(shè)備”。因此可以預(yù)見，排污收費機制將逐漸過渡到依據(jù)實際監(jiān)測數(shù)據(jù)確定排放量并作為收費依據(jù)的階段，環(huán)境管理機制對揮發(fā)性有機物監(jiān)測技術(shù)的需求將更加明確。

除排污收費機制外，《大氣污染防治行動計劃》提出要“將揮發(fā)性有機物排放是否符合總量控制要求作為建設(shè)項目環(huán)境影響評價審批的前置條件”。鑒于目前對氮氧化物和二氧化硫的總量控制和限期治理等機制(如《京津冀及周邊地區(qū)重點行業(yè)大氣污染限期治理方案》)已經(jīng)開始要求重點企業(yè)在煙氣排放口安裝污染物連續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)，對揮發(fā)性有機物的總量控制預(yù)計也將延續(xù)該思路，通過污染源在線監(jiān)測為減排核算提供數(shù)據(jù)支撐，實現(xiàn)精細(xì)化管理。

3.2環(huán)境風(fēng)險預(yù)警和污染監(jiān)管

監(jiān)測技術(shù)不僅可以滿足排污收費和總量控制的數(shù)據(jù)核定需求，還可以為污染源的環(huán)境風(fēng)險管理提供有力支撐。由于工業(yè)過程和溶劑使用等揮發(fā)性有機物主要貢獻(xiàn)源易出現(xiàn)無組織排放，且泄露的成分可能存在毒性，企業(yè)可以在石化、涂裝等典型污染企業(yè)的廠界、集中地或園區(qū)設(shè)置無組織排放監(jiān)控點，安裝在線監(jiān)測設(shè)備或配備移動監(jiān)測車，對大氣中的污染物濃度水平和變化趨勢進行實時追蹤，為環(huán)境風(fēng)險預(yù)警和環(huán)境污染事故防控提供可靠依據(jù)。

另外，上海市已經(jīng)出臺政策，要求將揮發(fā)性有機物排放重點單位納入?yún)^(qū)縣環(huán)保部門重點監(jiān)管范圍，開展日常監(jiān)察并加強監(jiān)督性監(jiān)測，對處理設(shè)施運行不正常、偷排漏排等違法行為嚴(yán)格執(zhí)法。目前各地開展的大氣污染物監(jiān)督性監(jiān)測等仍主要采用現(xiàn)場采樣加實驗室分析，但使用便攜式的監(jiān)測設(shè)備可以快速測定和判斷企業(yè)廠界和周邊大氣中的污染物是否超過控制限值，實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)察，增加靈活性。例如，臺灣桃園的環(huán)保執(zhí)法部門在征收固定污染源空氣污染防治費時，除了通過3D光學(xué)雷達(dá)技術(shù)精準(zhǔn)定位污染企業(yè)，還攜帶紅外線熱顯像分析儀在現(xiàn)場快速測定空氣中的揮發(fā)性有機物濃度，對偷排企業(yè)現(xiàn)場開具罰單，追繳排污費。

便攜式的監(jiān)測設(shè)備還可以滿足環(huán)境突發(fā)事件的現(xiàn)場應(yīng)急監(jiān)測需求。在傳感器、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)快速發(fā)展的背景下，基于便攜和在線監(jiān)測技術(shù)的環(huán)境風(fēng)險預(yù)警、應(yīng)急處置和現(xiàn)場執(zhí)法將為環(huán)境管理機制提供重要的決策支撐。綜上所述，雖然中國對揮發(fā)性有機物的管控起步較晚，但現(xiàn)行的污染防治政策體系已經(jīng)對污染物監(jiān)測提出了明確的管理需求。

揮發(fā)性有機物常見監(jiān)測技術(shù)主要包括離線和在線/便攜兩種，在分析前均需要對污染物進行采樣、預(yù)濃縮和分離。相比于其他氣態(tài)污染物，揮發(fā)性有機物組分復(fù)雜、源項多、排放濃度和工況差異大，精確測定難度高。

4.1離線監(jiān)測技術(shù)

在《重點區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》提出“加快制定完善環(huán)境空氣和固定污染源揮發(fā)性有機物測定方法標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)測技術(shù)規(guī)范以及監(jiān)測儀器標(biāo)準(zhǔn)”的背景下，環(huán)保部自2013年起陸續(xù)頒布了多項揮發(fā)性有機物的采樣和測定方法標(biāo)準(zhǔn)，對固定污染源廢氣和環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機物的采樣和實驗室測定方法做出了詳盡的規(guī)定(表2)。

其中，氣相色譜-質(zhì)譜(GS/MS)技術(shù)是目前的主流測定法，可在較短的時間內(nèi)對多組分混合物進行定性分析，分離效果好且靈敏度高，可以為排污收費、濃度達(dá)標(biāo)監(jiān)管、總量減排和環(huán)境統(tǒng)計等環(huán)境管理機制的有效運行提供規(guī)范化的監(jiān)測技術(shù)和數(shù)據(jù)支撐。但氣相色譜-質(zhì)譜技術(shù)對操作溫度和條件的要求高、檢測周期長、費用高，因此排污企業(yè)和大部分省市級以下的監(jiān)測機構(gòu)不具備使用條件。

4.2在線/便攜監(jiān)測技術(shù)

科技部和環(huán)保部牽頭組織和實施的國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項分別將空氣中揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測設(shè)備和固定污染源廢氣中揮發(fā)性有機物在線和便攜監(jiān)測設(shè)備的開發(fā)作為研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化重點。

相較于離線檢測分析時間長、數(shù)據(jù)結(jié)果滯后的缺點，在線/便攜式監(jiān)測設(shè)備響應(yīng)時間短、數(shù)據(jù)連續(xù)，主流方法使用氫火焰離子化檢測器(FID)或催化氧化-非分散紅外線技術(shù)(NDIR)。其中，NDIR法對非燃燒工藝固定污染源廢氣中的總揮發(fā)性有機物(TVOC)進行測定的技術(shù)已經(jīng)于2012年被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織正式認(rèn)定為國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/FDIS13199—2012。

為對比FID和NDIR兩種主流方法在應(yīng)用中的優(yōu)缺點，本文對相關(guān)文獻(xiàn)[9-14]進行了調(diào)研，并參考日本環(huán)境技術(shù)協(xié)會開展“固定發(fā)生源揮發(fā)性有機化合物測定儀的調(diào)查”(表3)。該調(diào)查于2003年實施，旨在對比日本市場上銷售的連續(xù)測定型總烴測定儀對芳香烴類、乙醇類、醛類、酮類、酯類、醚類、含鹵化合物、含氮化合物、氟利昂類等揮發(fā)性有機物主要成分的響應(yīng)度和靈敏度。

雖然以FID法為主的在線監(jiān)測設(shè)備越來越多地出現(xiàn)在國內(nèi)監(jiān)測市場，但揮發(fā)性有機物防治體系中各管理機制的目標(biāo)污染物不一致。例如，行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)主要針對非甲烷總烴和行業(yè)特征污染物，而試行中的收費制度針對石化和包裝印刷行業(yè)的總揮發(fā)性有機物。由于揮發(fā)性有機物不同成分的最佳檢測方法不同，污染表征和監(jiān)管對象的不確定性將是在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的最大阻礙之一。

另外，除石化行業(yè)的“三桶油”外，大部分揮發(fā)性有機物污染排放企業(yè)規(guī)模小、產(chǎn)值低，在當(dāng)前經(jīng)濟下行的壓力下，企業(yè)缺乏安裝在線監(jiān)測設(shè)備的動力。這一方面需要環(huán)保部門出臺獎懲政策提高企業(yè)違法成本，為安裝在線監(jiān)測設(shè)備的企業(yè)提供補貼;監(jiān)測廠商也需要拓展服務(wù)模式，為污染企業(yè)提供設(shè)備租賃和第三方監(jiān)測等解決方案。

大氣污染監(jiān)測的新趨勢是將在線設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)端監(jiān)控中心連接。對揮發(fā)性有機物的監(jiān)測也必將延續(xù)該思路，實現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的污染源和空氣質(zhì)量實時監(jiān)控，滿足公眾、企業(yè)和政府的多方需求。

本文從總結(jié)歐、美、日對揮發(fā)性有機物的管控經(jīng)驗出發(fā)，首先梳理了國家層面和地方層面發(fā)布的政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)方法，并提出了中國揮發(fā)性有機物污染防治政策體系。雖然仍需完善，但該體系為管控廢氣和空氣中的揮發(fā)性有機物提供了有力的法律和政策支撐，排污收費和總量控制機制、環(huán)境風(fēng)險預(yù)警和現(xiàn)場執(zhí)法對污染物監(jiān)測技術(shù)提出了明確的管理需求。

目前主流的氣相色譜-質(zhì)譜(GS/MS)技術(shù)雖然具有良好的靈敏度和相應(yīng)度，但對操作溫度和條件的要求高、檢測周期長、費用高。而采用FID和NDIR的在線和便攜監(jiān)測儀器響應(yīng)時間短、數(shù)據(jù)連續(xù)，是發(fā)達(dá)國家對污染源廢氣和大氣中揮發(fā)性有機物含量進行實時追蹤的主流技術(shù)，可以更好地滿足環(huán)境風(fēng)險預(yù)警、應(yīng)急處置和現(xiàn)場執(zhí)法等管理需求。

盡管如此，當(dāng)前的污染防治體系尚未統(tǒng)一揮發(fā)性有機物的表征物，經(jīng)濟下行的壓力也使企業(yè)缺乏安裝在線監(jiān)測設(shè)備的動力，這些都給行業(yè)的發(fā)展增加了不確定性。為此，環(huán)保部門應(yīng)出臺相應(yīng)的獎懲政策，監(jiān)測廠商應(yīng)開拓服務(wù)模式、提供更多樣化的解決方案，從供需兩側(cè)促進揮發(fā)性有機物監(jiān)測行業(yè)的發(fā)展，滿足日益明確的環(huán)境管理需求。