VOC là gì? Nguồn gốc và phân loại VOCs

VOC là gì?

Theo EPA, VOC (hay VOCs) là các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi trong điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường. Chúng bao gồm bất kỳ hợp chất nào của carbon, ngoại trừ carbon monoxide, carbon dioxide, axit carbonic, cacbua kim loại hoặc cacbonat và amoni cacbonat, tham gia vào các phản ứng quang hóa trong khí quyển.

Các VOC bao gồm nhiều loại hóa chất khác nhau được phát ra dưới dạng khí từ một số chất rắn hoặc chất lỏng, một trong số đó có thể gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe tùy thuộc vào nồng độ VOC và thời gian tiếp xúc. Theo các chuyên gia, nồng độ của VOC trong nhà luôn cao hơn (2 - 5 lần) so với ngoài trời do được phát ra từ các sản phẩm gia dụng và đồ nội thất. Ngoài ra, nó còn có thể góp phần hình thành lớp ozon đối lưu độc hại gây suy giảm chất lượng không khí ngoài trời.

Nguồn gốc

VOC có mặt ở khắp mọi nơi trong môi trường trong nhà, ngoài trời và công nghiệp bởi chúng là một thành phần thiết yếu của nhiều món đồ nội thất và vật liệu xây dựng. Cụ thể:

• Trong tự nhiên, VOC thường là thành phần của nhiên liệu dầu mỏ, chất lỏng thủy lực,… một thành phần gây ô nhiễm nước ngầm phổ biến.
• Nhiều VOC là hóa chất nhân tạo dùng làm dung môi công nghiệp (trichloroethylene), nhiên liệu oxy hóa (methyl tert-butyl ete (MTBE)), hoặc các sản phẩm phụ trong xử lý nước (cloroform),… được sử dụng trong sản xuất sơn, dược phẩm và chất làm lạnh.
• Hóa chất hữu cơ được sử dụng rộng rãi làm nguyên liệu trong các sản phẩm gia dụng và vật liệu xây dựng. Sơn và sơn mài, vecni và sáp đều chứa dung môi hữu cơ, cũng như nhiều sản phẩm làm sạch, khử trùng, mỹ phẩm, chất tẩy dầu mỡ,… Tất cả những sản phẩm này có thể giải phóng các hợp chất hữu cơ ở một mức độ nào đó khi bạn sử dụng và bảo quản.
• Ngoài ra, VOC cũng được thải ra từ nhiều món đồ nội thất, thiết bị văn phòng như máy photocopy và máy in, mực in, giấy, keo dính, bút đánh dấu,…

Có thể nói, VOC ngày càng được nhiều sự quan tâm bởi chúng không chỉ gây ô nhiễm không khí trong nhà và ngoài trời, là mối lo ngại về sức khỏe bởi chúng hầu như luôn tồn tại xung quanh chúng ta và việc tiếp xúc với các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi là điều không thể tránh khỏi. Đáng nói, trong số các VOC thì trichloroethylene và vinyl clorua là những hợp chất độc hại và gây ung thư cao.

Phân loại VOCs

Vì độ bay hơi của một hợp chất thường cao hơn khi nhiệt độ điểm sôi của nó càng thấp, nên độ bay hơi của các hợp chất hữu cơ đôi khi được xác định và phân loại dựa theo điểm sôi của chúng. Theo đó, VOC là bất kỳ hợp chất hữu cơ nào có điểm sôi ban đầu ≤ 250^oC được đo ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn là 101,3 kPa. Đôi khi, VOC còn được phân loại dựa theo mức độ phát thải của chúng.

Theo WHO, các chất ô nhiễm hữu cơ trong nhà được phân loại như sau:

• Các chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC): Nhiệt độ sôi của các hợp chất VOC từ 50-100 đến 240-260^oC. Mặc dù các hợp chất dễ bay hơi đều được gọi chung là VOC, nhưng chỉ những hợp chất bay hơi ở nhiệt độ này mới được xếp loại là VOC, như: Formaldehyd, d-Limonene, toluene, axeton, etanol (rượu etylic), 2-propanol (rượu isopropyl), hexanal.
• Các chất hữu cơ bán bay hơi (SVOC): những hợp chất được xếp vào loại này có nhiệt độ sôi từ 240-260^oC đến 380-400^oC. Mặc dù những chúng ít bay hơi hơn nhưng điều đó không có nghĩa là chúng không thể bị thu giữ và tiêu hủy. Các hợp chất này bao gồm: Thuốc trừ sâu (DDT, chlordane, chất hóa dẻo (Phthalates)), chất chống cháy (PCB, PBB).
• Các chất hữu cơ rất dễ bay hơi (VVOC): là những hợp chất có phạm vi điểm sôi từ <0 đến 50-100^oC. Do tính dễ bay hơi nên các hợp chất này thường chỉ tồn tại ở dạng khí. Các nhà sản xuất sử dụng hóa chất và dung môi sản xuất VVOC phải được trang bị để thu giữ và xử lý các khí thải này với hiệu quả cao. Các hợp chất được xếp loại này bao gồm: Propan, butan, metyl clorua.

Nồng độ VOC cho phép là bao nhiêu?

Mức VOC trong nhà được WHO khuyến nghị như sau:

• 0 đến 400 ppb: VOC ở mức này có thể chấp nhận được trong nhà. Những kích thích và khó chịu ngắn hạn sẽ không xảy ra.
• 400 đến 2.200 ppb: Có nhiều triệu chứng có thể xuất hiện sau khi tiếp xúc trong thời gian ngắn, bao gồm đau đầu, buồn nôn, chóng mặt và kích ứng đường hô hấp và mắt. Để cải thiện chất lượng không khí, cần tăng cường thông gió khi mức VOC vượt quá 800 ppb. Các nguồn phát thải VOC cần được xác định và loại bỏ.
• 2.200 đến 30.000 ppb:  Mức VOC ở mức này không tốt cho sức khỏe khi ở trong nhà. Có khả năng tiếp xúc trong thời gian ngắn có thể gây chóng mặt, buồn nôn và mất khả năng phối hợp. VOC có thể gây tổn thương gan và thận theo thời gian, cũng như gây ra các bệnh về hô hấp, tim mạch và ung thư. Cải thiện chất lượng không khí bằng cách loại bỏ các sản phẩm thải khí và tăng cường thông gió là cách tốt nhất để cải thiện chất lượng không khí.

TVOC là gì? Chỉ số TVOC trong nhà bao nhiêu là tốt?

TVOC hay tổng VOC - một thuật ngữ phổ biến được sử dụng khi đo và loại bỏ VOC - có nghĩa là tổng nồng độ của nhiều hợp chất VOC hiện diện đồng thời trong không khí. Đo nồng độ TVOC ít tốn kém hơn so với đo nồng độ của nhiều VOC riêng lẻ, vì vậy đây là dữ liệu phổ biến cần được tính đến khi kiểm soát ô nhiễm không khí và xử lý khí thải. Nhờ đó, chúng ta có thể biết được mức VOC chấp nhận được đối với sức khỏe con người. Dưới đây là tiêu chuẩn VOC trong không khí chúng ta hít thở:

• TVOC < 0,3 mg/m³: Đây được coi là ở mức thấp. Mức độ này an toàn và không gây ảnh hưởng nhiều đến sức khỏe con người.
• TVOC 0,3 đến 0,5 mg/m³: là mức có thể chấp nhận được.
• Mức nồng độ TVOC từ 0,5 mg/m³ trở đi được coi là đáng kể, và ở mức từ 1 đến 3 mg/m³ là mức độ nguy hiểm.

Hiện nay, giảm nồng độ VOC trong nhà và ngoài trời là mục tiêu quan trọng trong hành trình bảo vệ môi trường và sức khỏe con người. Vì vậy, khi lựa chọn thiết bị kiểm soát ô nhiễm phù hợp, nhà đầu tư phải tính đến loại VOC được thải ra. Ví dụ, một nhà máy có hàm lượng VVOC cao hơn có thể có nồng độ chất ô nhiễm trong không khí tăng lên. Trong trường hợp này, lò xử lý khí thải oxy hóa nhiệt tái sinh (RTO) có thể là lựa chọn phù hợp hoạt động tốt nhất với nồng độ ô nhiễm không khí từ trung bình đến cao. Ngược lại, các nhà máy thải ra SVOC có thể có nồng độ ô nhiễm không khí thấp hơn do nhiệt độ sôi cao hơn cần thiết để các hợp chất bay hơi. Do đó, chất oxy hóa nhiệt phục hồi (TO) có thể phù hợp hơn.

Vì sao cần cải thiện các chỉ số VOCs trong nhà?

1. Cải thiện sức khỏe

2. Phòng chống bệnh tật

3. Giữ môi trường sống an toàn

4. Sử dụng các vật liệu và sản phẩm không phát thải hoặc có hàm lượng VOC thấp

5. Loại bỏ mùi khói thuốc khỏi nhà bạn

6. Hạn chế sử dụng các sản phẩm có mùi hương nhân tạo

Tóm lại, đối với chất lượng không khí trong nhà, tất cả các hợp chất hóa học hữu cơ có thành phần khiến chúng có khả năng bay hơi trong điều kiện bình thường đều được coi là VOC và cần được xem xét khi đánh giá tác động đến chất lượng không khí.