《环境空气挥发性有机物的测定便携式气相色谱-质谱法》编制说明-百检网

1 项目背景

1.1 任务来源

2017 年，原环境保护部办公厅公布了《关于开展 2017 年度国家环境保护标准项目实施工作的通知》（环办科技函〔2017〕413 号），下达了制订《环境空气挥发性有机物的测定便携式气相色谱-质谱法》标准的项目计划，项目编号为 2017-12，由中国环境监测总站、上海市环境监测中心和中国测试技术研究院共同承担标准制订工作。

1.2 工作过程

1.2.1 成立标准编制组

接到标准制订任务后，按照《国家环境保护标准制修订工作管理办法》（国环规科技〔2017〕1 号），立即组织协作单位上海市环境监测中心、中国测试技术研究院的有关人员成立了标准编制组（以下简称“编制组”），编制组由具有丰富便携式气相色谱-质谱分析经验、现场监测经验、多年从事环境监测分析工作的同志组成。

1.2.2 查询相关标准和资料调研

编制组查阅和收集了有关环境空气中挥发性有机物的排放标准、实验室测定标准方法、现场测定标准方法以及相关文献，并对现有便携式气相色谱-质谱联用仪（以下简称便携式 GC-MS）及全国监测系统购置及使用情况进行了调研。通过相关标准及资料的调研，结合挥发性有机物测定的技术特点，初步确定了拟采用的工作方案和技术路线。

1.2.3 开题论证、确定标准制定的技术路线和制定原则

编制组在标准、文献、仪器设备调研基础上，结合多年的分析经验及前期实验数据，确定了便携式 GC-MS 的相关技术参数指标，在此基础上编写标准开题报告和标准草案，并报请原环境保护部环境监测司组织专家进行开题论证，明确了标准制定的技术路线。

2018 年 1 月，由原环境保护部环境监测司组织召开了开题论证会。与会专家听取了标准主编单位所作的标准开题论证报告和标准草案内容介绍，经质询、讨论，认为标准主编单位提供的材料齐全、内容较完整、格式规范；制定的标准具有科学性、适用性和可操作性，能满足日常和突发环境事件时环境空气中挥发性有机物测定的需要，审查委员会通过该标准的审议，同时提出修改意见和建议。具体的修改意见主要有：①方法应定位于日常环境空气监测，兼顾应急监测；②补充完善仪器设备及突发污染事件典型挥发性有机污染物种类调研；③依据相关标准及有毒有害物质确定代表性的目标物进行方法性能实验；④进一步确认方法的适用范围，完善验证方案，选择代表性的设备和代表性的目标物进行方法验证；⑤按照《环境监测分析方法标准制修订技术导则》（HJ 168）和《环境保护标准编制出版技术指南》（HJ 565）对标准文本进行编辑性修改。

1.2.4 开展实验研究工作、组织方法验证

2018 年 3 月至 2019 年 4 月，标准编制组根据开题论证会确定的技术方案和论证意见，结合《环境监测分析方法标准制修订技术导则》（HJ 168-2010），开展课题实验研究工作，对方法各项技术参数和条件进行优化实验，确定具体的技术内容及检出限、测定下限、实验室内的精密度、准确度等方法特性指标，并组织 6 家有资质的实验室对方法进行验证。

1.2.5 编写标准征求意见稿和编制说明（含方法验证报告）

2019 年4 月至2019 年7 月，按照《环境监测分析方法标准制修订技术导则》（HJ 168-2010）的规定，编制组对 6 家实验室的验证数据进行汇总及数据分析工作，编写方法验证报告，并编写完成标准征求意见稿和编制说明。

2020 年 3 月，生态环境部生态环境监测司组织召开了标准征求意见稿技术审查会，审查委员会通过了标准征求意见稿的技术审查，提出进一步明确方法适用范围、完善目标外化合物定性质量保证及使用场所的相关要求等建议，标准编制组根据专家意见，对标准和编制说明征求意见稿进行了认真修改。

2 标准制订的必要性分析

2.1 挥发性有机物的来源和环境危害

2.1.1 挥发性有机物的基本性质

挥发性有机化合物（volatile organic compounds，简称 VOCs）的定义有多种。例如，美国 ASTM D3960-98 标准将 VOCs 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：挥发性有机化合物是除 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（WHO，1989）对总挥发性有机化合物（TVOC）的定义为：熔点低于室温而沸点在 50～260℃之间的挥发性有机化合物的总称。国际标准 ISO 4618/1-1998 和德国标准 DIN 55649-2000 中对 VOCs 的定义是：原则上，在常温常压下，任何能自发挥发的有机液体和/或固体。同时，德国 DIN 55649-2000 标准在测定 VOCs 含量时，又做了一个限定，即在通常压力条件下，沸点或初馏点低于或等于 250℃的任何有机化合物。这些定义有相同之处，但也各有侧重。如美国的定义，对沸点初馏点不作限定，强调参加大气光化学反应，不参加大气光化学反应的就叫做豁免溶剂，如丙酮、四氯乙烷等。而世界卫生组织则对沸点或初馏点作限定，不管其是否参加大气光化学反应。国际标准化组织 ISO 4618/1-1998 和德国 DIN 55649-2000 标准对沸点初馏点不作限定，也不管是否参加大气光化学反应，只强调在常温常压下能自发挥发。

学术界对于 VOCs 的定义通常是指那些沸点不超过 250℃的化学物质。沸点超过 250℃ 的化合物不纳入 VOCs 的范畴。

空气中的 VOCs 种类繁多且成分复杂，按照化学结构，VOCs 可以分为烷烃（直链烷烃和环烷烃）、烯烃、炔烃、苯系物、醇类、醛类、醚类、酮类、酸类、酯类、卤代烃及其它，共 12 类[1]。VOCs 一般具有较强的刺激性和毒性，部分具有致畸、致癌、致突变作用，相当一部分有恶臭、易燃易爆等特性。VOCs 中有些光化学活性很强，是臭氧和二次有机气溶胶的重要前体物，卤代烃类 VOCs 可破坏臭氧层，引起温室效应等全球性环境问题，工业、生活排放的大量 VOCs 对人体和生物健康、生态环境都产生了*大的影响。

2.1.2 挥发性有机物的来源

随着我国经济的增长，化工行业发展迅速，近年来在生产、运输和储存过程中 VOCs 所导致污染事故时有发生，严重地影响当地的人民生活、社会稳定和经济发展。挥发性有机物种类繁多，在环境中扩散迅速，不易阻挡，容易直接对人员和财产造成损害。

VOCs 广泛存在于空气、水、土壤以及其它介质中。VOCs 的用途非常广泛，许多挥发性有机物用作溶剂，在燃料、油漆、粘合剂、除臭剂、冷冻剂等产品中常含有大量挥发性有机物，一些挥发性有机物来源于化学反应，如用氯气在进行饮用水消毒时，产生多种挥发性有机卤化合物（THMs）。VOCs 在生产、销售、储存、处理和使用等过程中易释放到环境中，所以在地表水、地下水环境中常能检出此类化合物。

VOCs 的排放源非常复杂，从大类上分，主要包括自然源和人为源，自然源主要为植被排放、森林火灾、野生动物排放和湿地厌氧过程等，目前仍属于非人为可控范围。VOCs 主要人为源包括移动源和固定源，固定源中又包括生活源和工业源等。生活源 VOCs 排放对象复杂，包括建筑装饰、油烟排放、垃圾焚烧、秸秆焚烧、服装干洗等。生活源以无组织排放为主，可以从生活的源头进行控制。目前 VOCs 排放主要来源为工业源，也就是“大气固定污染源”。大气固定污染源的 VOCs 排放所涉及的行业众多，具有排放强度大、浓度高、污染物种类多、持续时间长等特点，对局部空气质量的影响显著。

2.1.3 挥发性有机物的环境危害

VOCs 主要通过呼吸道、消化道和皮肤进入人体而产生危害，对人体具有致畸、致突变和致癌等作用。VOCs 具有光化学活性，引发光化学烟雾，由此影响人的呼吸道功能，引发胸闷、恶心、疲乏等症状，同时也会对植物系统造成损伤。VOCs 对环境的危害和对人体健康的影响主要表现在：

（1）刺激性及毒性：VOCs 超过一定浓度时，会刺激人的眼睛和呼吸道，使皮肤过敏、咽痛与乏力；VOCs 很容易通过血液-大脑的屏障，损害中枢神经；VOCs 伤害人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统。

（2）致癌性、致畸作用和生殖系统毒性。

（3）部分 VOCs 物质是臭氧前体物质，VOC-NOx 的光化学反应使得大气对流层的臭氧浓度增加，增强温室效应。

（4）在阳光和热的作用下参与氧化氮反应形成臭氧，导致空气质量变差并且是夏季光化学烟雾、城市灰霾的主要成分。

（5）VOCs 是形成细粒子（PM2.5）和臭氧的重要前体物质，大气中 VOCs 在 PM2.5 中的比重占 20%～40%左右，还有部分 PM2.5 由 VOCs 转化而来。

常见毒性 VOCs 的具体危害见表 1，容许浓度见表 2。

表 1 常见毒性 VOCs 的具体危害

VOCs 名称

健康危害

环境危害