1 项目背景
1.1 任务来源
2019 年 1 月,生态环境部办公厅发布《关于建设工业产品中消耗臭氧层物质监测实验室的通知》(环办监测函〔2019〕10 号),要求由中国环境监测总站(以下简称“总站”)负责牵头制订工业产品中氯氟烃、氢氯氟烃等消耗臭氧层物质检测的标准分析方法。
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,总站立即成立了标准编制组(以下简称“编制组”),由具有丰富气相色谱和气相色谱-质谱分析经验,多年从事环境监测分析工作的同志组成。
1.2.2 查询国内外相关标准和文献资料
编制组检索、查询和收集了国内外相关标准和文献资料,对现有分析方法和监测工作需求进行调研,并初步确定了拟采用的工作方案和技术路线。
1.2.3 确定标准制订的技术路线
结合资料调研情况、工业产品中消耗臭氧层物质检测现状、实验方法可行性及当前管理需求等情况,确定采用顶空/气相色谱-质谱法测定组合聚醚中消耗臭氧层物质的相关技术指标及路线。
1.2.4 开展实验研究,组织方法验证
2019 年 1-6 月,参照《环境监测 分析方法标准制修订技术导则》(HJ 168-2010)[1] 中的相关规定,按照技术路线,编制组开展了标准方法研究工作,给出了检出限、测定下限、实验室内的精密度、准确度等方法性能指标,同时组织国家环境分析测试中心、浙江省环境监测中心、山东省环境监测中心、广东省环境监测中心和重庆市生态环境监测中心进行了方法验证工作。
1.2.5 编写标准征求意见稿和编制说明
2019 年 6 月,编制组完成《污染源 组合聚醚中 HCFC-22、CFC-11 和 HCFC-141b 的测定 顶空/气相色谱-质谱法》征求意见稿和编制说明(含方法验证报告)的编写工作。
1.2.6 征求意见稿技术审查会
2019 年 7 月 8 日,生态环境部生态环境监测司在北京组织召开标准征求意见稿的技术审查会。审查委员会通过本标准征求意见稿的技术审查,建议按照修改意见完善后,提请公开征求意见:(1)标准名称变更为《组合聚醚中 HCFC-22、CFC-11 和 HCFC-141b 等消耗臭氧层物质的测定 顶空/气相色谱-质谱法》;(2)增加样品采集方法;(3)按照《环境监测 分析方法标准制修订技术导则》(HJ 168-2010)和《环境保护标准编制出版技术指南》(HJ 565-2010)对标准文本和编制说明进行编辑性修改。
按照专家意见,编制组对标准文本和编制说明进一步修改完善,形成征求意见稿和编制说明。
2 标准制订的必要性分析
2.1 目标物的基本性质
20 世纪 30 年代后,人工合成出多种卤代烷。由于卤代烷性质几近完美,因此被迅速应用到诸多领域。尤其是在制冷、灭火器材、泡沫塑料等行业,卤代烷被大量使用。这些大量使用的卤代烷很多都能够穿越对流层顶,进入平流层破坏大气臭氧层,危害人类生存环境, 这类物质被称为消耗臭氧层物质(ODS)。
ODS 包括的种类很多,常见的如氯氟烃(CFCs)、氢氯氟烃(HCFCs)、哈龙(Halon)、四氯化碳(CTC)、1,1,1-三氯乙烷即甲基氯仿(TCA)、甲基溴(MBr)等。
其中,CFCs 为氯、氟取代甲、乙或丙烷上的所有氢原子形成的全氯氟烷的总称,又称氯氟化碳。其性质稳定、寿命长、不可燃、无毒性、极易挥发性[2,3],主要用于制冷剂、气雾剂、发泡剂和清洗剂。
HCFCs 同为氯、氟取代烷,但分子里仍含氢原子,因此又被称作含氢氯氟烃。由于 HCFCs 含氢原子,对臭氧层的破坏能力低于 CFCs,是 CFCs 的一种过渡性替代品,但长期和大量使用仍对臭氧层危害很大。
2.2 目标物的环境危害
臭氧集中于大气的平流层(距地球表面 10~50 km),其中距地表 15~30 km的位置臭氧浓度最高,这个部分被称为臭氧层。它可以吸收太阳光中的大部分紫外线,尤其是对生物有伤害的 UVB 紫外线,因而可避免人和其他生物遭受这些紫外线的伤害。
人类大量使用的 CFCs、HCFCs 等化学物质(如制冷剂、发泡剂、清洗剂等)在大气对流层中不易分解,当其进入平流层后受到强烈紫外线照射,分解产生氯游离基并与臭氧发生化学反应,一个氯原子可以破坏数千个臭氧分子。随着时间的推移,臭氧层原有的动态平衡被打破,平流层的臭氧量急剧减少,臭氧层越来越薄甚至形成臭氧空洞,使更多的紫外线进入地球表面生物圈。
紫外线分为三个波段,100~295 nm 的 UV-C 对生物危害最大,但是渗透力较差,被臭氧层全部吸收;295~320 nm 的 UV-B 对生物有一定危害,大部分被臭氧层吸收;320~400 nm 的 UV-A 对生物基本无害,穿透力最强因而全部通过臭氧层。
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