楊一鳴，崔積山，童 莉，周學(xué)雙，牛 皓

1．環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評估中心，北京 100012

2．中國海洋石油總公司，北京 100010

3．北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與能源學(xué)院，北京 100124

4．中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部，北京 100035

5．海南省生態(tài)環(huán)境保護(hù)廳，海南?？?570203

6．中國石油集團(tuán)安全環(huán)保技術(shù)研究院，北京 102206

美國VOCs定義演變歷程對我國VOCs環(huán)境管控的啟示

楊一鳴1，2，3，崔積山1*，童 莉4，周學(xué)雙5，牛 皓1，6

1．環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評估中心，北京 100012

2．中國海洋石油總公司，北京 100010

3．北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與能源學(xué)院，北京 100124

4．中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部，北京 100035

5．海南省生態(tài)環(huán)境保護(hù)廳，海南?？?570203

6．中國石油集團(tuán)安全環(huán)保技術(shù)研究院，北京 102206

揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)管控已成為現(xiàn)階段我國大氣環(huán)境領(lǐng)域的工作重點(diǎn)，而我國尚未明確環(huán)保管理工作中的VOCs國家定義．美國是第一個(gè)立法管控VOCs的國家，應(yīng)用歷史回顧的分析方法，將美國VOCs定義劃分為前VOCs階段、揮發(fā)性定義階段和反應(yīng)性定義階段，并從各階段大氣污染的科學(xué)認(rèn)識、VOCs反應(yīng)性的科學(xué)認(rèn)識及管控政策以及定義和內(nèi)涵三方面系統(tǒng)地描述了VOCs定義的演變歷程，深刻揭示出各階段定義的出現(xiàn)均與該階段大氣污染的科學(xué)知識、反應(yīng)性認(rèn)識及管控政策密切相關(guān)，大氣污染的科學(xué)知識和反應(yīng)性認(rèn)識是管控政策的理論基礎(chǔ)，而VOCs定義則是管控政策的集中體現(xiàn)．其中，反應(yīng)性定義是美國VOCs定義的第三個(gè)階段，也是VOCs反應(yīng)性研究最為深入的階段，對其進(jìn)行了重點(diǎn)解讀，并對美國VOCs定義的修訂趨勢進(jìn)行了預(yù)測．最后，結(jié)合我國VOCs管控現(xiàn)狀，建議現(xiàn)階段我國國家環(huán)境管理采用反應(yīng)性定義，采用豁免政策為基礎(chǔ)的美國VOCs定義并進(jìn)行修正:保留乙烷作為基準(zhǔn)化合物，舍棄KOH(羥基自由基反應(yīng)速率常數(shù))值，選用MIR(最大增量活性指標(biāo))值作為豁免基準(zhǔn)指標(biāo)，在美國現(xiàn)有的豁免物質(zhì)名單的基礎(chǔ)上進(jìn)行修訂并頒布我國的豁免物質(zhì)名單．基于國家統(tǒng)一的反應(yīng)性定義，可進(jìn)一步完善我國VOCs反應(yīng)性管控政策、完善固定源VOCs監(jiān)測方法，統(tǒng)一VOCs表征方式、完善VOCs排放清單以及治理技術(shù)數(shù)據(jù)庫，進(jìn)而逐步建立和完善我國VOCs反應(yīng)性管控體系．

揮發(fā)性有機(jī)物;管控;定義;歷程

近年來，我國出現(xiàn)持續(xù)性大面積的灰霾天氣，為此國家相繼出臺了《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》、《大氣污染防治行動計(jì)劃》《京津冀及周邊地區(qū)落實(shí)大氣污染防治行動計(jì)劃實(shí)施細(xì)則》以及《石化行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合整治方案》等一系列與大氣污染防治政策相關(guān)的文件來控制VOCs和細(xì)顆粒物(PM2．5)等主要污染物排放．灰霾的產(chǎn)生與臭氧和PM2．5環(huán)境質(zhì)量濃度密切相關(guān)，“十二五”規(guī)劃中指出“對細(xì)顆粒物和臭氧影響較大的氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物控制薄弱”，而VOCs是臭氧和PM2．5共同的重要的前體物．VOCs管控已成為現(xiàn)階段我國大氣環(huán)境治理領(lǐng)域中的熱點(diǎn)問題．而我國已有的VOCs行業(yè)定義、地方定義并不統(tǒng)一，既有從揮發(fā)性〔如沸點(diǎn)和蒸氣壓(揮發(fā)性)〕進(jìn)行定義的，也有從光化學(xué)反應(yīng)活性(反應(yīng)性)進(jìn)行定義的．由于定義不同則涵蓋的物質(zhì)不同，管控的方向也就不同，給VOCs污染源統(tǒng)計(jì)、監(jiān)測、管控等方面均帶來了困難，嚴(yán)重制約著我國VOCs的環(huán)境管控．因此，盡快明確VOCs的定義是其管控的首要任務(wù)．

國內(nèi)對于VOCs定義的研究較少［1-2］，少量研究也僅從定義本身簡單地比較了不同定義間的差異，鮮見從定義頒布的背景研究，更缺少針對不同定義對應(yīng)的科學(xué)認(rèn)識和管控政策的研究．美國是世界上第一個(gè)出現(xiàn)光化學(xué)煙霧事件的國家，也是第一個(gè)立法管控VOCs的國家，其VOCs的研究工作最深入、管控也最嚴(yán)格，并且其VOCs定義是目前世界各國中唯一一個(gè)經(jīng)過修正并仍在不斷完善的定義．與其他發(fā)達(dá)地區(qū)(如歐盟［3］)和國家(澳大利亞［4］)相比，美國現(xiàn)行VOCs定義有以下特點(diǎn):①體現(xiàn)了政策的指導(dǎo)性，是現(xiàn)行VOCs管控政策的集中體現(xiàn);②體現(xiàn)了系統(tǒng)性和完整性，其定義包含了監(jiān)測、排放量核算、達(dá)標(biāo)排放等監(jiān)管要求．目前美國定義已經(jīng)被加拿大［5］和中國香港［6］所引用或借鑒．

綜上，筆者應(yīng)用歷史分析方法，根據(jù)不同VOCs定義的出現(xiàn)時(shí)間將其演變歷程劃分為前VOCs階段(1977年之前)、揮發(fā)性定義階段(1977—1992年)和反應(yīng)性定義階段(1992年之后)，并從各階段相應(yīng)與VOCs相關(guān)的大氣污染的科學(xué)認(rèn)識、VOCs反應(yīng)性的科學(xué)認(rèn)識及管控政策以及定義和內(nèi)涵三方面系統(tǒng)地描述了VOCs定義的變化歷程，其中，對反應(yīng)性定義階段內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)闡述，最后，對美國下一階段定義的修訂趨勢做出預(yù)測．在此基礎(chǔ)上，根據(jù)我國管控現(xiàn)狀，對我國VOCs定義和管控政策提出建議．

1 前VOCs(碳?xì)浠衔?階段

20世紀(jì)80年代前VOCs鮮見，當(dāng)時(shí)使用的名詞主要是碳?xì)浠衔?Hydrocarbon)［7-10］，或碳?xì)浠衔锖陀袡C(jī)溶劑［11］．該階段認(rèn)為，碳?xì)浠衔镆詺鈶B(tài)形式存在于大氣中，其中很多可以參與光化學(xué)反應(yīng)從而引發(fā)大氣光化學(xué)污染．碳?xì)浠衔镞€可以引發(fā)如刺激性等其他對于人體健康的不利影響，但是最主要的環(huán)境影響也就是光化學(xué)污染并非由碳?xì)浠衔锉旧碇苯右?，而是由碳?xì)浠衔锛捌溲苌锱c其他物質(zhì)反應(yīng)生成的產(chǎn)物(光化學(xué)氧化劑)所引發(fā)［8］，US EPA(美國國家環(huán)境保護(hù)局)于1971年頒布了1 h光化學(xué)氧化劑的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(36 FR 8186)［12］，其限值為0．08 ppm〔注:體積濃度(ppm)=質(zhì)量濃度(mg m3) ［物質(zhì)分子量 22．4(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的摩爾體積)］〕．

1．1 反應(yīng)性的認(rèn)識及管控政策

該階段美國的空氣污染管控部門已經(jīng)認(rèn)識到有機(jī)物的反應(yīng)性對于管控的重要性．美國空氣污染控制局或US EPA在一系列文件中提出，“使用有機(jī)物替代的措施來降低光化學(xué)氧化劑的環(huán)境濃度是有效的”，在某些光化學(xué)污染嚴(yán)重的地區(qū)已經(jīng)開始運(yùn)用反應(yīng)性管控碳?xì)浠衔铮?/p>

洛杉磯和舊金山地區(qū)分別出臺了反應(yīng)性管控政策［10］．其中洛杉磯于1966年頒布了著名的66規(guī)定(Rule 66)以限制有機(jī)溶劑的排放，該規(guī)定將所有常用的溶劑分為反應(yīng)性的溶劑和非反應(yīng)性的溶劑兩類．

1970年，在碳?xì)浠衔餃p排的指導(dǎo)性文件《碳?xì)浠衔锖陀袡C(jī)溶劑控制技術(shù)》(AP-68)中，將推薦的控制技術(shù)分為末端治理技術(shù)和反應(yīng)性控制技術(shù)兩大類，其中，反應(yīng)性控制技術(shù)指的是“使用光化學(xué)反應(yīng)活性較低的物質(zhì)”．

1971年US EPA提出了反應(yīng)性管控的設(shè)想:“如果有機(jī)物之間的替代可導(dǎo)致大氣反應(yīng)活性的顯著降低，并且環(huán)境空氣中的光化學(xué)氧化劑濃度呈降低趨勢時(shí)，那么替代可能是有效的”．

但是，由于1971—1974年的實(shí)地研究結(jié)果表明污染物的輸送狀況能增強(qiáng)光化學(xué)氧化劑的生成，而與Rule 66中所規(guī)定的某些豁免物質(zhì)類似的物質(zhì)被證明是顯著的光化學(xué)氧化劑前體物，因此，US EPA于1976年發(fā)布了關(guān)于有機(jī)化合物反應(yīng)性的政策性文件聲明．該文件強(qiáng)調(diào)，作為一個(gè)臨時(shí)措施，通過反應(yīng)性的概念進(jìn)行管控是非常有效的，但還不適用于估算與氧化劑相關(guān)的環(huán)境空氣質(zhì)量的減排效果;同時(shí)US EPA還聲明，將與各州和企業(yè)代表一起制訂一個(gè)更好、適用于全國范圍的反應(yīng)性政策．

綜上，該階段對于VOCs反應(yīng)性的理解出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，US EPA從鼓勵(lì)應(yīng)用反應(yīng)性轉(zhuǎn)變?yōu)閷Ψ磻?yīng)性持保守態(tài)度．雖然US EPA對于豁免或替代總體持支持態(tài)度，但是由于對VOCs反應(yīng)性的認(rèn)識不足，因此并沒有頒布明確的政策或措施，還僅僅停留在設(shè)想的階段．

1．2 碳?xì)浠衔锒x及內(nèi)涵

碳?xì)浠衔锏亩x:由碳和氫兩種元素組成，以氣態(tài)存在于環(huán)境大氣中，可參與光化學(xué)反應(yīng)，生成相關(guān)污染物并導(dǎo)致光化學(xué)污染的物質(zhì)［8］．碳?xì)浠衔锓譃榉枷銦N、脂肪烴和脂環(huán)烴［8，10］．

然而，該階段的碳?xì)浠衔锏亩x僅包含了碳和氫元素的化合物，而不包含氧、氮、硫以及鹵素等衍生化合物［8，10-11］．因此，在《碳?xì)浠衔锖陀袡C(jī)溶劑控制技術(shù)》(AP-68)中，除了碳?xì)浠衔镏?，還補(bǔ)充了有機(jī)溶劑．其中有機(jī)溶劑的定義為除氫和碳元素之外，還可能包含一種或多種氧、氮、硫和氯的化合物元素的化合物，同時(shí)該定義還將溶劑的稀釋劑也包含在內(nèi)．

總體而言，該階段明確了碳?xì)浠衔锏沫h(huán)境影響主要是由于二次污染物光化學(xué)氧化劑所引起．該階段碳?xì)浠衔锏亩x及內(nèi)涵并不統(tǒng)一，在涉及環(huán)境影響——產(chǎn)生光化學(xué)污染時(shí)，碳?xì)浠衔镏傅氖撬袇⑴c光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物的集合;而碳?xì)浠衔锉旧淼亩x卻僅僅包含了碳和氫這兩種元素，并沒有將眾多衍生物涵蓋其中．碳?xì)浠衔锖陀袡C(jī)溶劑雖然從一定程度上彌補(bǔ)了這個(gè)缺陷，然而有一些有機(jī)物雖并不作為溶劑使用，但卻是光化學(xué)氧化劑的前體物，因此涵蓋的物質(zhì)仍不全面．

2 揮發(fā)性定義階段

該階段US EPA明確了臭氧是光化學(xué)氧化劑中最重要的組分，并于1979年頒布了小時(shí)臭氧環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(44 FR 8202)，其限值為0．12 ppm，從而完成了環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的光化學(xué)氧化劑到臭氧的轉(zhuǎn)變．此外，US EPA還明確了VOCs和氮氧化物(NOx)是臭氧的主要前體物［12-14］．

2．1 VOCs反應(yīng)性的科學(xué)認(rèn)識及管控政策

該階段US EPA認(rèn)識到VOCs反應(yīng)速率存在差異，即有些VOCs因自身原因可以很快生成臭氧，也有一些VOCs則需要更長的時(shí)間，但是也能生成大量的臭氧．US EPA認(rèn)為，已有的數(shù)據(jù)和信息表明只有極少數(shù)的VOCs可以免于管控［15］．這個(gè)觀點(diǎn)對該階段的VOCs管控政策產(chǎn)生了重要影響．VOCs控制技術(shù)指南(CTGs)系列［16-17］以及《VOCs控制推薦政策》是該階段最重要的VOCs管控政策．

2．1．1 CTGs

CTGs強(qiáng)調(diào)傳統(tǒng)的VOCs控制措施，其認(rèn)為，增加處理設(shè)施和改進(jìn)生產(chǎn)工藝的管控措施要比VOCs豁免或替代等反應(yīng)性管控措施更有效．如在《VOCs控制技術(shù)卷Ⅱ:金屬罐、電磁線圈、紙張、纖維、乘用車以及輕型貨車的表面涂層》［16］中提到，末端治理、涂料改性和過程控制這三個(gè)技術(shù)是“切實(shí)有效的”(Positive)減排技術(shù)，因?yàn)檫@三個(gè)技術(shù)大幅減少了排放到大氣中的VOCs的量;而溶劑替代技術(shù)雖然一定程度上能降低光化學(xué)氧化劑的環(huán)境濃度，但實(shí)質(zhì)上并沒有減少有機(jī)物的排放量．

2．1．2 VOCs控制推薦政策

1977年7月US EPA頒布了《VOCs控制推薦政策》，開啟了VOCs豁免之路，因此也被稱為豁免政策．該政策將VOCs分為反應(yīng)性的和微反應(yīng)性的兩大類:反應(yīng)性的化合物作為VOCs接受管控，而微反應(yīng)性的則可以免于管控．第一批豁免物質(zhì)包含了4種化合物——甲烷、乙烷、1，1，1-三氯乙烷和三氯氟甲烷．隨著反應(yīng)性研究的深入，越來越多的化合物被豁免．?dāng)?shù)據(jù)顯示，截至1992年，共有21種(類)化合物被豁免［18］．

微反應(yīng)性基準(zhǔn)的確定源于1975年的煙霧箱實(shí)驗(yàn)［18-19］，該試驗(yàn)將多種有機(jī)化合物〔當(dāng)時(shí)洛杉磯環(huán)境空氣中VOCs總濃度為4 ppmv〕注入煙霧箱，將臭氧最大生成量與當(dāng)時(shí)的臭氧環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值(0．08 ppm)進(jìn)行對比．在最大臭氧濃度未超過該限值的化合物中，丙烷反應(yīng)性最大，而乙烷反應(yīng)性略低于丙烷，為保守起見，US EPA將乙烷作為基準(zhǔn)化合物來判定其他物種活性的高低，此后也一直以乙烷作為基準(zhǔn)化合物以判斷有機(jī)物是否為微反應(yīng)性物質(zhì)．

由于該階段認(rèn)為VOCs反應(yīng)性的大小主要體現(xiàn)在生成臭氧速率的不同上，因而使用羥基自由基反應(yīng)速率常數(shù)(KOH)值來判斷有機(jī)物是否為微反應(yīng)性的，其值表征了目標(biāo)化合物與羥基自由基進(jìn)行反應(yīng)的摩爾速率常數(shù)．

總體而言，該階段是對于VOCs反應(yīng)性進(jìn)一步深入的階段，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)物替代從設(shè)想到作為一項(xiàng)正式管控政策頒布并實(shí)施的轉(zhuǎn)變，在傳統(tǒng)減排方式的基礎(chǔ)上，開始了豁免或替代減排的道路．

2．2 揮發(fā)性定義及內(nèi)涵

20世紀(jì)70年代末，為指導(dǎo)各州開展州實(shí)施計(jì)劃，US EPA出版了《污染物控制技術(shù)指南》(CTGs)系列，首次提出了 VOCs定義(下稱 CTGs定義)［16-17］:“除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽、碳酸銨之外，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下蒸汽壓大于0．1 mmHg的碳化合物”(注:1 mmHg=133．28 Pa)．由此可以看出，該定義采用了排除法，首先明確了有機(jī)物的定義，即有機(jī)物屬于碳化合物;其次，將已知的無機(jī)碳化合物排除，然后再通過蒸氣壓限值規(guī)定，將特定范圍內(nèi)的有機(jī)物歸為VOCs．此后通過排除法來定義有機(jī)化合物乃至VOCs的做法一直被US EPA所沿用．

使用蒸氣壓限值定義VOCs的做法受到當(dāng)時(shí)科學(xué)認(rèn)識的影響，因?yàn)橹捌毡檎J(rèn)為碳?xì)浠衔锏膿]發(fā)性由碳原子數(shù)決定．通常碳原子數(shù)為1～4的碳?xì)浠衔锍貢r(shí)為氣態(tài)，而碳原子數(shù)為5或者更多的純碳?xì)浠衔锿ǔ橐后w或固態(tài)，而碳原子數(shù)大于12的由于氣相濃度較低可忽略［8］．由于該階段認(rèn)為所有的VOCs所生成的臭氧量相同，因此該定義的出發(fā)點(diǎn)是通過揮發(fā)性管控所有的VOCs．

CTGs定義一經(jīng)提出就受到質(zhì)疑，因?yàn)樵诖饲奥迳即壍貐^(qū)的Rule 66中已給出了類似定義，即“220 F(約104℃)時(shí)大于0．5 mmHg(6．67 Pa)的有機(jī)化合物”(下稱Rule 66定義)．如果只看蒸汽壓限值，CTG定義(0．1 mmHg)比Rule 66定義(0．5 mmHg)更為嚴(yán)格，管控物質(zhì)也更多;然而，不同溫度對應(yīng)不同蒸汽壓，考慮到溫度的不同，CTGs定義反而更不嚴(yán)格．如圖1所示，CTGs定義將碳原子數(shù)小于12的有機(jī)化合物作為VOCs，而Rule 66定義將碳原子數(shù)小于18的有機(jī)化合物作為VOCs［20］．

而之后的科學(xué)研究進(jìn)一步表明常溫下，碳原子數(shù)遠(yuǎn)大于12的有機(jī)化合物可以在氣態(tài)中發(fā)現(xiàn):碳原子數(shù)直到18的有機(jī)物可以在氣態(tài)發(fā)現(xiàn);碳原子數(shù)大于24的有機(jī)物被發(fā)現(xiàn)部分為氣態(tài)，部分為液態(tài);一些烷烴化合物的碳原子數(shù)直到31也發(fā)現(xiàn)以氣態(tài)存在．此外，高溫時(shí)低揮發(fā)性的有機(jī)物也能變成氣態(tài)并參與光化學(xué)反應(yīng)，化合物是否揮發(fā)很大程度上取決于使用時(shí)的加熱方式和程度，US EPA認(rèn)為，管理機(jī)構(gòu)并不能預(yù)先確定類似的情形，因而存在難以規(guī)范和管控的問題［18］．

2．3 反應(yīng)性定義的提出和揮發(fā)性定義的廢除

由于揮發(fā)性定義豁免了許多實(shí)際上能揮發(fā)到大氣中并參加光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)物，US EPA認(rèn)為，應(yīng)對該定義修訂，并將蒸汽壓限值從VOCs定義中去除．

1987年11月，US EPA提出了一項(xiàng)新的臭氧和一氧化碳政策聲明［21］，指出“很多法規(guī)不正確的使用了蒸汽壓限值(如0．1 mmHg)，導(dǎo)致了很多具有光化學(xué)活性的化合物被豁免而不受管控”．因此，該提案提供了一個(gè)不包含蒸汽壓限值的VOCs模型定義，即“任何參與光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物，但不包含甲烷、乙烷等11種化合物”．

1988年5月，US EPA頒布了《關(guān)于VOCs定義中蒸汽壓限值設(shè)定存在不足與缺陷的聲明》(下稱聲明)［22］．該聲明認(rèn)為，各州VOCs管理規(guī)定應(yīng)與US EPA的反應(yīng)性政策保持一致，VOCs定義中不能使用0．1 mmHg蒸汽壓限值，因?yàn)檫@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(xué)反應(yīng)的有機(jī)物．

1990年《清潔空氣法修正案》［23］將US EPA的聲明編成法典，要求各地區(qū)從合理可行控制技術(shù)(RACT)中糾正現(xiàn)有的不足，隨后各州按照要求修改了相關(guān)內(nèi)容，從VOCs定義中刪除了0．1 mmHg蒸汽壓限值的規(guī)定．

3 反應(yīng)性定義階段

隨著1990年《清潔空氣法修正案》的實(shí)施，臭氧達(dá)標(biāo)策略的關(guān)注點(diǎn)從以往的單一VOCs控制轉(zhuǎn)為VOCs和NOx的協(xié)同控制，臭氧不達(dá)標(biāo)地區(qū)在繼續(xù)管控VOCs的基礎(chǔ)上增加了對NOx的管控要求．在制定光化學(xué)污染達(dá)標(biāo)策略時(shí)，US EPA突出了污染物綜合評估的需求，并且隨著環(huán)境空氣質(zhì)量的改善，US EPA逐步收緊臭氧標(biāo)準(zhǔn)［12］．

3．1 反應(yīng)性的科學(xué)認(rèn)識及管控政策

該階段是VOCs反應(yīng)性研究最為深入的階段，VOCs的反應(yīng)性被廣泛研究并取得大量成果．US EPA認(rèn)識到，對于臭氧而言，目前已知的大約有上千種VOCs物質(zhì)能夠反應(yīng)生成臭氧，但并不是所有的VOCs都具有相同的臭氧生成能力．其中，一些反應(yīng)活性較低的VOCs對臭氧貢獻(xiàn)率是很有限的;而有一些VOCs能更快地生成臭氧，或者生成更多的臭氧;另有一些VOCs不僅自身具有生成臭氧的能力，還可以提高其他VOCs生成臭氧的能力．反應(yīng)性不僅僅是化合物本身性質(zhì)，還與化合物所處自然環(huán)境密切相關(guān)．一種有機(jī)化合物的絕對活性隨著VOCs與NOx濃度比值、氣象條件、空氣中其他VOCs的混合以及反應(yīng)時(shí)間的不同而有差異．因此，僅使用KOH值來表征VOCs對于臭氧的貢獻(xiàn)已經(jīng)不能滿足評估需求．

利用SAPRC90化學(xué)機(jī)制下［24］的單箱軌跡模型、6種不同的反應(yīng)性指標(biāo)和3種不同的臭氧影響量化方法，卡特(William P．L．Carter)探索了18種不同指標(biāo)來排序大氣中單個(gè)VOCs的活性．卡特認(rèn)為，如果只有一種指標(biāo)用于管控目的，那么最大增量MIR(活性指標(biāo))是最合適的［18］．MIR值綜合考慮到了包括環(huán)境狀況在內(nèi)各種因素對于臭氧生成的影響，代表了VOCs管控最有效的狀況．目前，MIR值已被廣泛應(yīng)用于反應(yīng)性政策［25］制訂、反應(yīng)性機(jī)理研究和光化學(xué)模型［26-30］開發(fā)等工作．

該階段US EPA對反應(yīng)性管控政策的重視程度不斷加強(qiáng)，并于2005年9月頒布了《臭氧州實(shí)施計(jì)劃中控制VOCs的臨時(shí)性指南》［19］，該指南是反應(yīng)性定義階段最重要的管控政策．該指南鼓勵(lì)各州在頒布自己的州實(shí)施計(jì)劃以滿足臭氧的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，還應(yīng)充分考慮最新的VOCs反應(yīng)性的研究進(jìn)展．該指南還指出，US EPA在繼續(xù)實(shí)施豁免政策的同時(shí)，還需鼓勵(lì)臭氧持續(xù)不達(dá)標(biāo)地區(qū)采用基于具體VOCs反應(yīng)性的管控政策(下稱具體反應(yīng)性政策)，并提出以下建議措施:

a)完善精確的具體物種的VOCs排放清單:鼓勵(lì)各州完善VOCs排放清單，包括具體VOCs物質(zhì)的排放量估算，而不是VOCs總量估算．

b)優(yōu)先使用具體VOCs反應(yīng)性指標(biāo)的控制措施:使用反應(yīng)活性指標(biāo)和具體VOCs物種排放信息，可計(jì)算出降低臭氧環(huán)境濃度的成本，進(jìn)而以較小的代價(jià)實(shí)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)．

c)采用特定控制措施控制高反應(yīng)性VOCs的排放:監(jiān)管高反應(yīng)活性的VOCs比監(jiān)管所有VOCs物質(zhì)更有效果．

d)鼓勵(lì)使用VOCs替代物質(zhì)和反應(yīng)性加權(quán)排放限值:對于一些重要的VOCs排放行業(yè)，如油漆、涂料和黏合劑等，生產(chǎn)商可通過優(yōu)化工藝進(jìn)而改變物質(zhì)組分和VOCs的總排放量．

可以看出，豁免政策仍然屬于基于排放量管控的、致力于管控所有VOCs(考慮豁免)的減排方式，而具體反應(yīng)性政策是根據(jù)具體物質(zhì)(不考慮豁免)反應(yīng)性的不同而區(qū)別對待，因此該指南的發(fā)布標(biāo)志著US EPA反應(yīng)性政策的重大轉(zhuǎn)變．

3．2 反應(yīng)性定義及內(nèi)涵

1992年2月，US EPA頒布了反應(yīng)性定義并被編入法典［40 CFR 51．100(s)］．新定義規(guī)定，經(jīng)證明為微反應(yīng)性的有機(jī)物不屬于VOCs范疇．VOCs主體定義為除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(xué)反應(yīng)的碳化合物．

對定義的持續(xù)修訂是反應(yīng)性定義最為顯著的特點(diǎn)，修訂內(nèi)容主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:①因歷次增加豁免物質(zhì)而進(jìn)行的修訂;②增加了《加州氣溶膠反應(yīng)性規(guī)定》［24］，也就是具體反應(yīng)性政策的管理規(guī)定．

截至2016年6月9日，除上述主體描述外完整的定義還包括7項(xiàng)補(bǔ)充條款(見表1)．由表1可見，條款1～4屬于豁免物質(zhì)在具體管控工作中實(shí)施的說明，可視為豁免政策的補(bǔ)充條款(豁免條款)，而條款6～7則是對于具體反應(yīng)性政策的說明，可視為具體反應(yīng)性政策的補(bǔ)充條款(具體反應(yīng)性條款)．反應(yīng)性定義實(shí)質(zhì)是對現(xiàn)行管控政策的提煉和總結(jié)，是管控政策的集中體現(xiàn)．

3．2．1 豁免政策

反應(yīng)性定義前根據(jù)豁免政策，US EPA總共豁免了21種(類)物質(zhì)，成為第一次反應(yīng)性定義的組成部分，之后通過定義修訂又陸續(xù)豁免了40種(類)物質(zhì)，豁免政策頒布后豁免物質(zhì)匯總見圖2(詳細(xì)信息可通過https: www．federalregister．gov檢索)．由圖2可以看出，反應(yīng)性定義中的豁免物質(zhì)與豁免政策保持同步，是豁免政策的延伸．雖然US EPA一直以乙烷作為豁免基準(zhǔn)化合物，但反應(yīng)性定義階段的豁免指標(biāo)在原先KOH值的基礎(chǔ)上，增加了MIR值，而反應(yīng)性定義之前的豁免主要是通過KOH值確定的，1993年US EPA開始使用MIR值進(jìn)行豁免評估，丙酮［31］是第一個(gè)根據(jù)MIR值進(jìn)行豁免評估的化合物．

3．2．2 具體反應(yīng)性政策

20世紀(jì)90年代初，CARB(加州空氣資源委員會)就已經(jīng)開始出臺了基于VOCs反應(yīng)性來制定的相關(guān)政策法規(guī)．CARB于1991年將MIR值納入到低排放量機(jī)動車與清潔能源單種VOCs排放量的核算政策法規(guī)中．

整個(gè)20世紀(jì)90年代期間，CARB對反應(yīng)性規(guī)模及其在相應(yīng)環(huán)境監(jiān)管體系中的應(yīng)用做了持續(xù)研究．2000年6月，CARB結(jié)合當(dāng)時(shí)最新的MIR值出臺了氣溶膠涂料的相關(guān)法規(guī)，之后又將MIR值應(yīng)用到包括建筑涂料在內(nèi)的其他法規(guī)中．

2005年US EPA批準(zhǔn)了《加州氣溶膠反應(yīng)性規(guī)定》［32］作為加州臭氧州實(shí)施計(jì)劃的一部分;同時(shí)，為了確保該規(guī)定的落實(shí)，US EPA還承認(rèn)了其MIR值的合理性．至此將之前規(guī)定的豁免物質(zhì)也納入管控范圍，是對于VOCs定義的重要修訂．

盡管具體反應(yīng)性管控的方法相對于基于排放量管控方法取得的VOCs減排效果更加明顯，但在實(shí)施過程中仍存在許多亟待解決的問題．由于VOCs物質(zhì)眾多，具體反應(yīng)性管控方法要比排放量管控方法復(fù)雜得多，在一定程度上導(dǎo)致了管控成本的增加．

4 美國VOCs定義的修訂趨勢

4．1 美國VOCs定義歷程總結(jié)

與美國VOCs定義的3個(gè)階段相對應(yīng)，其VOCs管控政策大致也可以分為3個(gè)階段:①管控所有VOCs;②豁免政策;③豁免政策與具體反應(yīng)性政策并存．前兩個(gè)階段的定義與管控政策并不完全相符，但隨著對于VOCs污染的科學(xué)認(rèn)識的進(jìn)步、反應(yīng)性認(rèn)識的進(jìn)步、管控政策的調(diào)整，美國也在不斷調(diào)整VOCs定義;到了第三個(gè)階段，定義與管控政策保持了一致．可以看出，美國的VOCs定義歷程既是與VOCs相關(guān)大氣污染科學(xué)的發(fā)展歷程，也是VOCs反應(yīng)性和管控政策發(fā)展的歷程．

隨著VOCs定義的變化，美國臭氧環(huán)境質(zhì)量也在逐步改善，其歷年臭氧環(huán)境質(zhì)量趨勢見圖3(數(shù)據(jù)摘自 https: www3．epa．gov airtrends ozone．html)，從圖3可見，采用反應(yīng)性定義之前的臭氧濃度較高，而后降幅比較明顯，2014年的平均濃度已經(jīng)滿足當(dāng)時(shí)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值要求(73 FR 16483，0．075 ppm)．

反應(yīng)性定義是美國VOCs定義的第三個(gè)階段，代表了迄今為止US EPA對VOCs的環(huán)境影響和管控政策最先進(jìn)的科學(xué)認(rèn)識．2005年具體反應(yīng)性政策內(nèi)容的加入，標(biāo)志著VOCs反應(yīng)性定義的新轉(zhuǎn)變，開始由豁免政策的延伸朝著具體反應(yīng)性政策的方向轉(zhuǎn)變．

4．2 美國下一階段VOCs定義預(yù)測

在全美大部分地區(qū)達(dá)標(biāo)之后，逐步加嚴(yán)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是US EPA環(huán)境空氣質(zhì)量管控的特點(diǎn)之一．美國各時(shí)期臭氧標(biāo)準(zhǔn)逐漸加嚴(yán)(見表2)．2015年，美國在 2008年的 ρ(O3)為 0．075 ppm(約為 160 μg m3)的基礎(chǔ)上，加嚴(yán)至0．07 ppm(150 μg m3)．很明顯，很多地區(qū)又將從臭氧達(dá)標(biāo)區(qū)域變?yōu)椴贿_(dá)標(biāo)區(qū)域，從而需要開展下一輪的治理工作，VOCs排放量削減空間逐漸縮小．美國VOCs歷年排放量見圖4(數(shù) 據(jù) 摘 自 https: www．epa．gov air-emissionsinventories air-pollutant-emissions-trends-data)．從圖4可見，1970—2014年美國VOCs排放總量在經(jīng)過40多年的管控后削減了約51%，然而最明顯的削減階段是1970—2000年，但2000—2014年以來并沒有明顯削減，可以預(yù)計(jì)未來也不會有明顯變化．

環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步加嚴(yán)，污染物排放量又不能進(jìn)一步減少，這就意味著下一步美國VOCs的管控必然要采取具體反應(yīng)性管控政策，預(yù)計(jì)反應(yīng)性定義將更多地增加具體反應(yīng)性管控政策的內(nèi)容，最終，具體反應(yīng)性定義將完全取代豁免政策的內(nèi)容，成為完整意義上的基于具體VOCs反應(yīng)性管控的定義．

5 美國VOCs定義演變歷程對我國的啟示

郝吉明等［33］將我國大氣污染防治歷程分為四個(gè)階段(見表3)，從表3可以看出，我國各階段主要污染物、污染特征及污染范圍都不相同．2010年以來，我國區(qū)域性、復(fù)合型大氣污染特征凸顯，VOCs的管控問題開始受到關(guān)注．

近年來，我國從管理政策、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)測規(guī)范等方面不斷加大對VOCs的管控力度，但總體來看，VOCs管控工作仍存在許多問題．具體表現(xiàn):尚未形成有效的反應(yīng)性管控政策、監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不完善、監(jiān)測與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不系統(tǒng)、未形成清晰準(zhǔn)確的污染源清單、VOCs治理技術(shù)自主創(chuàng)新能力薄弱．最為根本的問題就在于缺乏明確的VOCs反應(yīng)性定義．VOCs的定義貫穿于VOCs全過程管控的每一個(gè)環(huán)節(jié):①管控政策——管控何種VOCs更有效，需要明確的VOCs定義;②源頭控制——工藝改進(jìn)、材料替代、技術(shù)升級，需要明確的VOCs定義;③排放量的確定以及環(huán)境質(zhì)量的預(yù)測與評估——環(huán)境影響評價(jià)或排污許可證中的排放量計(jì)算，污染源排放清單的編制，需要明確的VOCs定義;④末端治理——技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用、和效果評估，需要明確的VOCs定義．因此，應(yīng)盡快確定符合我國實(shí)際情況并能有效改善大氣質(zhì)量的VOCs定義．

5．1 我國VOCs管控政策

2010年環(huán)境保護(hù)部、發(fā)展改革委、科技部等九大部門聯(lián)合制定了《關(guān)于推進(jìn)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量的指導(dǎo)意見》，首次將開展VOCs防治工作列為大氣污染聯(lián)防聯(lián)控的重要組成部分．2012年，《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》出臺，從VOCs排放控制角度提出嚴(yán)格環(huán)境準(zhǔn)入，開展重點(diǎn)行業(yè)治理，完善VOCs污染防治體系的要求．2013年環(huán)境保護(hù)部發(fā)布《揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)污染防治技術(shù)政策》，提出VOCs污染防治應(yīng)遵循源頭預(yù)防、過程控制、管理控制與末端治理相結(jié)合的綜合防治原則．2014年環(huán)境保護(hù)部發(fā)布《石化行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合整治方案》，提出到2017年全國石化行業(yè)VOCs排放總量較2014年削減30%以上的目標(biāo)．2015年財(cái)政部、國家發(fā)展改革委和環(huán)境保護(hù)部等三大部門發(fā)布了《揮發(fā)性有機(jī)物排污收費(fèi)試點(diǎn)辦法》，通過征收排污費(fèi)的途徑驅(qū)動重點(diǎn)行業(yè)VOCs減排工作．

可以看出，目前我國VOCs管控主要采用的是排放總量削減的方法，缺少對于反應(yīng)性的關(guān)注，尚未形成有效的反應(yīng)性管控政策．既缺乏對于高反應(yīng)性化合物的關(guān)注，又缺乏對于微反應(yīng)性物質(zhì)的豁免，即使VOCs排放量大幅削減，最終很可能仍無法有效改善我國環(huán)境空氣質(zhì)量．

5．2 我國VOCs相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)測規(guī)范

我國涉及VOCs排放的行業(yè)數(shù)量眾多，而環(huán)境保護(hù)部目前僅針對受關(guān)注度較高的石化相關(guān)行業(yè)頒布了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，雖然一定程度上突出了重點(diǎn)，但標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量較少，覆蓋面也較窄，因此應(yīng)盡快開展相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制訂和頒布工作．近期環(huán)保部頒布了 GB 31570—2015《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》［34］、GB 31571—2015《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》［35］以及GB 31572—2015《合成樹脂工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》［36］三個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)．與之前的標(biāo)準(zhǔn)相比，新頒布的標(biāo)準(zhǔn)對于VOCs的排放提出了明確而嚴(yán)格的管控要求;此外，新標(biāo)準(zhǔn)還具有以下特點(diǎn):①采用了VOCs的反應(yīng)性定義．上述標(biāo)準(zhǔn)的VOCs定義為參與光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物，或根據(jù)測定的方法測量或者核算確定的有機(jī)化合物．與之前頒布的標(biāo)準(zhǔn)，如 DB 31 373—2010《上海市生物制藥行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》［37］、DB 44 814—2010《廣東省家具制造行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)》［38］、DB 44 815—2010《廣東省印刷行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)》［39］、DB 44 816—2010《廣東省表面涂裝(汽車制造業(yè))揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)》［40］、DB44 817—2010《廣東省制鞋行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)》［41］和 DB 12 524—2014《天津市工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》［42］等相比，不再以非甲烷總烴代替VOCs或采用揮發(fā)性定義，從思想和認(rèn)識上前進(jìn)了一大步．但是由于我國環(huán)保主管部門尚未明確豁免物質(zhì)及基準(zhǔn)，這將導(dǎo)致具備微反應(yīng)活性的化合物、甚至甲烷也屬于VOCs之列，也必須接受管控．②VOCs的表征．GB 31570—2015、GB 31571—2015和 GB 31572—2015 這3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中的VOCs表征采用的是非甲烷總烴(NMHC)，對應(yīng)于HJ 38—1999《固定污染源排氣中非甲烷總烴的測定氣相色譜法》［43］．雖然NMHC的測定方法在我國較為成熟，易于實(shí)施和推廣，但是需要指出的是，非甲烷總烴(NMHC)表征的是碳的排放量，而不是真正VOCs物質(zhì)的排放量，二者之間存在較大差異，很容易導(dǎo)致VOCs排放量被低估．

在大氣污染源VOCs排放的采樣與監(jiān)測技術(shù)規(guī)范方面，除HJ 38—1999外，近期環(huán)境保護(hù)部頒布了HJ 732—2014《固定污染源廢氣揮發(fā)性有機(jī)物的采樣氣袋法》［44］和HJ 734—2014《固定污染源廢氣揮發(fā)性有機(jī)物的測定固相吸附-熱脫附氣相色譜-質(zhì)譜法》［45］，其中，HJ 732—2014可用于61種VOCs的采樣，HJ 734—2014可用于24種VOCs的檢測，但與上千種VOCs物質(zhì)相比，還存在相當(dāng)大的差距，既不能滿足確定VOCs真實(shí)排放量核算，也不能滿足確定排放源中具體物種管控的需求．因此，開發(fā)一套具有普遍適用性、可用于絕大多數(shù)VOCs采樣與監(jiān)測方法成為當(dāng)務(wù)之急．

5．3 我國VOCs定義及管控政策建議

VOCs定義的演變歷程揭示了VOCs的科學(xué)認(rèn)識是前進(jìn)性與曲折性的統(tǒng)一，具有重要的指導(dǎo)意義．

5．3．1 借鑒VOCs定義演變歷程，明確我國環(huán)境管理工作中的VOCs定義類型

美國VOCs定義歷經(jīng)了前VOCs階段、揮發(fā)性定義階段和反應(yīng)性定義階段幾個(gè)不同時(shí)期，各階段的定義雖然在表達(dá)形式和內(nèi)容存在較大差異，但反應(yīng)性一直是美國環(huán)境管理部門關(guān)注的核心問題．

美國VOCs定義的演變歷程清晰表明，揮發(fā)性定義和反應(yīng)性定義是對于VOCs認(rèn)識的不同階段的產(chǎn)物，對應(yīng)于VOCs管控的不同階段．已有的科學(xué)知識表明揮發(fā)性定義存在許多不足，而反應(yīng)性定義具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，是先進(jìn)科學(xué)認(rèn)識和管控政策的集中體現(xiàn)．因此，應(yīng)明確并統(tǒng)一采用反應(yīng)性定義作為我國環(huán)境管理工作中的定義類型．

5．3．2 結(jié)合我國VOCs管控現(xiàn)狀，明確我國環(huán)境管理工作中VOCs的反應(yīng)性定義內(nèi)容

美國現(xiàn)行VOCs定義中的具體反應(yīng)性政策反映了當(dāng)前VOCs反應(yīng)性認(rèn)識的最高水平，是今后VOCs管控的趨勢，具有強(qiáng)大的生命力;而由于VOCs物質(zhì)種類繁多，監(jiān)測和管控難度較大，實(shí)際操作難度也較大．

相比具體反應(yīng)性政策，豁免政策是行之有效的且易于推行的管控方式，結(jié)合我國VOCs管控現(xiàn)狀，建議將現(xiàn)階段我國國家環(huán)境管理中的VOCs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(xué)反應(yīng)的碳化合物”．我國國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定部門應(yīng)以國家標(biāo)準(zhǔn)形式發(fā)布，以便今后有據(jù)可依．

豁免政策的出發(fā)點(diǎn)在于鼓勵(lì)使用反應(yīng)性較低的化合物，選取乙烷作為基準(zhǔn)化合物既符合這一要求也是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，建議我國參照選用．現(xiàn)有的科學(xué)研究表明MIR值比KOH值更科學(xué)合理，建議我國豁免基準(zhǔn)指標(biāo)選用MIR值．

5．3．3 我國VOCs管控政策及建議

反應(yīng)性定義奠定了我國反應(yīng)性管控政策的基礎(chǔ)，指明了VOCs的管控目的和方向，可引導(dǎo)國內(nèi)一系列VOCs管控工作的開展，包括監(jiān)測方法、表征方式、VOCs排放源清單和光化學(xué)反應(yīng)機(jī)理研究以及治理技術(shù)數(shù)據(jù)庫等，逐步建立和完善我國VOCs反應(yīng)性管控體系．

5．3．3．1 基于國家統(tǒng)一的反應(yīng)性定義，完善我國VOCs反應(yīng)性管控政策

目前我國VOCs管控主要采用的是傳統(tǒng)的削減排放量的方法，尚未形成有效的反應(yīng)性管控政策．VOCs反應(yīng)性定義的確定和統(tǒng)一，為我國VOCs反應(yīng)性管控政策(豁免政策)的建立提供了基礎(chǔ)，并為今后具體反應(yīng)性政策的實(shí)施創(chuàng)造了條件．豁免政策可使環(huán)境管理部門集中精力加強(qiáng)對高活性有機(jī)化合物的監(jiān)管，可驅(qū)動企業(yè)使用豁免物質(zhì)替代活性較高的化合物，促進(jìn)工藝改革、材料替代和技術(shù)升級，在降低管控成本的同時(shí)可有效改善VOCs引發(fā)的環(huán)境空氣質(zhì)量問題．

5．3．3．2 基于國家統(tǒng)一的反應(yīng)性定義，完善固定源VOCs監(jiān)測方法，統(tǒng)一VOCs表征方式

反應(yīng)性定義明確了不同物質(zhì)反應(yīng)性之間的差異，對如何定量具體物質(zhì)也就是監(jiān)測方法提出了要求．實(shí)際VOCs的排放量是具體物質(zhì)質(zhì)量之和(真實(shí)質(zhì)量)，這也是《揮發(fā)性有機(jī)物排污收費(fèi)試點(diǎn)辦法》中排放量表征的主要方法，而我國目前監(jiān)測方法主要采用NMHC的表征方式，與真實(shí)質(zhì)量差距較大．因此，在國家統(tǒng)一的反應(yīng)性定義的基礎(chǔ)上，我國還需進(jìn)一步完善固定源VOCs的監(jiān)測方法，并統(tǒng)一VOCs的表征方式．5．3．3．3 基于國家統(tǒng)一的反應(yīng)性定義，完善我國VOCs排放清單

排放清單不僅能反映污染物排放量的變化趨勢，還是污染物形成機(jī)制、污染控制對象及最后的效果評估的重要資料，統(tǒng)一的反應(yīng)性定義和表征為我國VOCs排放清單的編制提供了基礎(chǔ)．鑒于VOCs排放清單的編制工作量較大，建議結(jié)合目前我國各行業(yè)VOCs管控工作的開展情況，按照石化行業(yè)、重點(diǎn)行業(yè)、其他行業(yè)的次序，完成各行業(yè)的VOCs排放清單的編制工作．對于臭氧和PM2．5污染嚴(yán)重的地區(qū)，還應(yīng)進(jìn)一步完善具體物種的VOCs排放清單，為高反應(yīng)性VOCs的減排工作提供基礎(chǔ)資料．

利用準(zhǔn)確的排放清單，結(jié)合光化學(xué)模式，可驗(yàn)證我國管控策略的有效性和經(jīng)濟(jì)性，指導(dǎo)我國VOCs減排潛力分析，有針對性、有步驟、科學(xué)合理地實(shí)現(xiàn)VOCs減排．

5．3．3．4 基于國家統(tǒng)一的反應(yīng)性定義，完善我國治理技術(shù)數(shù)據(jù)庫

統(tǒng)一的反應(yīng)性定義和表征為我國治理技術(shù)效果的鑒定提供了基礎(chǔ)，從而為完善我國治理技術(shù)數(shù)據(jù)庫創(chuàng)造了條件．借鑒先進(jìn)國家VOCs治理技術(shù)分類，針對項(xiàng)目所處地區(qū)環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)情況和項(xiàng)目性質(zhì)，建議將治理技術(shù)分為合理可用控制技術(shù)、最佳可用控制技術(shù)和最低可達(dá)排放技術(shù)．其中，合理可用的控制技術(shù)適用于不達(dá)標(biāo)區(qū)域現(xiàn)有項(xiàng)目排放源;現(xiàn)有最佳可用控制技術(shù)適用于達(dá)標(biāo)區(qū)域的新建或改建項(xiàng)目排放源;最低可達(dá)排放技術(shù)主要適用于不達(dá)標(biāo)區(qū)域的新建或改建項(xiàng)目排放源．我國環(huán)境主管部門可以根據(jù)環(huán)境影響評價(jià)或者排污許可證中相關(guān)信息，建立治理技術(shù)動態(tài)數(shù)據(jù)庫，一個(gè)提供空氣污染技術(shù)的信息綜合平臺，以實(shí)現(xiàn)治理技術(shù)信息共享，促進(jìn)治理技術(shù)發(fā)展．

6 結(jié)論

a)應(yīng)用歷史分析的方法，根據(jù)美國不同VOCs定義的出現(xiàn)時(shí)間將其演變歷程劃分為前VOCs階段、揮發(fā)性定義階段和反應(yīng)性定義三個(gè)階段．每個(gè)階段定義的出現(xiàn)均與該階段大氣污染的科學(xué)知識、對于反應(yīng)性的認(rèn)識及管控政策密切相關(guān)，大氣污染的科學(xué)知識和反應(yīng)性的認(rèn)識是管控政策的理論基礎(chǔ)，而VOCs定義則是管控政策的集中體現(xiàn)．

b)前VOCs階段又稱碳?xì)浠衔镫A段(1977年前)，該階段從化合物的化學(xué)元素組成來定義VOCs，是VOCs管控的初始階段．該階段對于VOCs的環(huán)境影響和反應(yīng)性的認(rèn)識還不很清晰，對于有機(jī)物的豁免或替代僅停留在設(shè)想的階段．揮發(fā)性定義階段(1977—1992年)是VOCs管控的重要階段，該階段從物理性質(zhì)(揮發(fā)性限值)上來定義VOCs，之后US EPA認(rèn)識到此類定義的缺陷，要求廢除并提出了初步的反應(yīng)性定義．該階段對于VOCs的環(huán)境影響和反應(yīng)性的認(rèn)識進(jìn)一步深入，有機(jī)物豁免作為一項(xiàng)管控政策得以頒布并實(shí)施．但該階段對于VOCs反應(yīng)性的認(rèn)識還停留在反應(yīng)速率(KOH)上，并且認(rèn)為基本上所有的VOCs都能產(chǎn)生大量的臭氧．反應(yīng)性定義階段(1992年至今)是VOCs反應(yīng)性研究最為深入的階段，從反應(yīng)性上來定義VOCs并不斷進(jìn)行修訂，其修訂與管控政策的更新保持同步．該階段認(rèn)識到VOCs的反應(yīng)性既體現(xiàn)在反應(yīng)速率上，也體現(xiàn)在臭氧生成量上;反應(yīng)性不僅是VOCs自身特性，還與所處自然環(huán)境密切相關(guān)．該階段的管控政策在延續(xù)豁免政策的同時(shí)，加入了具體反應(yīng)性政策．具體反應(yīng)性政策的實(shí)施及相應(yīng)的VOCs定義的修訂，標(biāo)志著美國VOCs管控政策的轉(zhuǎn)變．結(jié)合美國VOCs排放量變化趨勢及臭氧環(huán)境濃度趨勢研究發(fā)現(xiàn)，該政策代表了今后美國VOCs管控政策發(fā)展的趨勢，相應(yīng)的，VOCs的定義也將最終轉(zhuǎn)變?yōu)榛诰唧wVOCs反應(yīng)性管控的定義．

c)我國的大氣污染物管控歷程表明，目前我國正處于VOCs管控的起步階段．對我國VOCs管控現(xiàn)狀的研究表明，目前我國尚未形成有效的反應(yīng)性管控政策．存在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不完善，已有的反應(yīng)性定義中缺乏豁免物質(zhì)及基準(zhǔn)，VOCs的表征方法存在較大缺陷;VOCs監(jiān)測規(guī)范不完善，可檢測的VOCs物種較少;監(jiān)測與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不系統(tǒng)、未形成清晰準(zhǔn)確的污染源清單、VOCs治理技術(shù)自主創(chuàng)新能力薄弱等問題，而根本問題在于我國缺乏明確的VOCs反應(yīng)性定義．結(jié)合美國VOCs定義的演變歷程，建議現(xiàn)階段我國國家環(huán)境管理采用反應(yīng)性定義，采用豁免政策為基礎(chǔ)的美國VOCs定義并進(jìn)行修正:保留乙烷作為基準(zhǔn)化合物，舍棄KOH值，選用MIR值作為豁免基準(zhǔn)指標(biāo)，在美國現(xiàn)有的豁免物質(zhì)名單的基礎(chǔ)上進(jìn)行修訂并頒布我國的豁免物質(zhì)名單．基于國家統(tǒng)一的反應(yīng)性定義，可進(jìn)一步完善我國VOCs反應(yīng)性管控政策、完善固定源VOCs監(jiān)測方法，統(tǒng)一VOCs表征方式、完善VOCs排放清單以及治理技術(shù)數(shù)據(jù)庫，進(jìn)而逐步建立和完善我國VOCs反應(yīng)性管控體系．

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［39］ 廣東省環(huán)境保護(hù)廳．DB 44 815—2010廣東省印刷行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)［S］．廣州:廣東省環(huán)境保護(hù)廳，2010．

［40］ 廣東省環(huán)境保護(hù)廳．DB 44 816—2010廣東省表面涂裝(汽車制造業(yè))揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)［S］．廣州:廣東省環(huán)境保護(hù)廳，2010．

［41］ 廣東省環(huán)境保護(hù)廳．DB 44 817—2010廣東省制鞋行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)［S］．廣州:廣東省環(huán)境保護(hù)廳，2010．

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Evolution of the Definition of Volatile Organic Compounds in the United States and Its Implications for China

YANG Yiming1，2，3，CUI Jishan1*，TONG Li4，ZHOU Xueshuang5，NIU Hao1，6
1．Appraisal Center for Environment and Engineering，Ministry of Environmental Protection，Beijing 100012，China
2．China National Offshore Oil Corporation，Beijing 100010，China
3．College of Environmental and Energy Engineering，Beijing University of Technology，Beijing 10024，China
4．Ministry of Environmental Protection of the People's Republic of China，Beijing 100035，China
5．Department of Environmental Protection of Hainan Province，Haikou 570203，China
6．CNPC Research Institute of Safety＆Environment Technology，Beijing 102206，China

Although the management and control of Volatile Organic Compounds(VOCs)pollution has become a focus in the field of atmospheric environment in China，there is no official definition of VOCs in China yet．The United States(US)was the first country to introduce legislation to control VOCs．In this paper，the historical literatures and cases on the control of VOCs in the US were reviewed and the 3-stage evolution of the VOCs definition in the US was identified:the pre-VOCs stage，the volatility-based stage and the reactivity-based stage．Furthermore，this paper

volatile organic compounds;control;definition;course of development

X51

1001-6929(2017)03-0368-12

A

10．13198 j．issn．1001-6929．2017．01．52

2016-04-17

2016-09-07

環(huán)境保護(hù)部財(cái)政預(yù)算項(xiàng)目(2110301)

楊一鳴(1980-)，男，江蘇武進(jìn)人，高級工程師，主要從事大氣污染控制研究，yangym@coes．org．cn．

*責(zé)任作者，崔積山(1966-)，男，黑龍江大慶人，高級工程師，主要從事環(huán)保管理研究，cuijs@acee．org．cnsystematically analyzes the evolution of the VOCs definition and classification with respect to the scientific understanding of air pollution and VOCs reactivity，the VOCs control policy，and the definition and connotation of VOCs covering the 3 stages above．The findings revealed that the evolution of the VOCs definition at different stages related closely to the scientific understanding of air pollution and VOCs reactivity，as well as the VOCs control policy at the corresponding stages．The scientific understanding of air pollution and VOCs reactivity is the theoretical basis of control policy，while the definitions of VOCs reflect the control policies accordingly．With the most concentrated and in-depth study on the reactivity of VOCs in the US came the reactivity-based definition of VOCs as the 3rdstage and thus the transformation trend of the VOCs definition was predicted in this paper．Finally，combined with the existing management and control of VOCs in China，the reactivity-based definition of VOCs was proposed for the China national environment management．The exemption policy-based definition of VOCs in the US was also proposed for use and revision:use ethane as the reference compound;abandon the use of KOH(the reaction rate constant with the hydroxyl radical);employ the use of MIR(Maximum Incremental Reactivity)as the benchmark index for exemption;develop and issue China＇s substance exemption list by studying and revising the current list in the US．By using a national uniform reactivity-based definition of VOCs，the management and control policy based on VOCs reactivity and monitoring methodology from stationary sources will be further developed，representation of VOCs will be consolidated and formalized，and VOCs emission inventory and control technology database will be developed and improved．Consequently，a national management and control system based on VOCs reactivity will be constructed and gradually optimized in China．

楊一鳴，崔積山，童莉，等．美國VOCs定義演變歷程對我國VOCs環(huán)境管控的啟示［J］．環(huán)境科學(xué)研究，2017，30(3):368-379．

YANG Yiming，CUI Jishan，TONG Li，et al．Evolution of the definition of volatile organic compounds in the United States and its implications for China［J］．Research of Environmental Sciences，2017，30(3):368-379．