VOC là gì? Tác hại của hợp chất hữu cơ dễ bay hơi về sức khỏe và môi trường

VOC là gì? Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) tồn tại trong sơn, dung môi, và nhiều sản phẩm hàng ngày, nhưng tiềm ẩn nguy cơ gây hại cho sức khỏe và môi trường. Từ kích ứng mắt, mũi đến ô nhiễm không khí, VOC ảnh hưởng không nhỏ đến cuộc sống. Bài viết này sẽ giải đáp chi tiết về VOC, nguồn gốc, tác hại, và các giải pháp giảm thiểu hiệu quả!

VOC là gì?

VOC (trong tiếng Anh: Volatile Organic Compounds) là các dung môi hữu cơ dễ bay hơi, tồn tại ở dạng lỏng hoặc rắn, có áp suất hơi cao và điểm sôi thấp (thường ≤ 250°C ở áp suất tiêu chuẩn 101,3 kPa). Chúng dễ dàng chuyển thành dạng hơi hoặc khí trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thông thường, phát tán vào không khí từ các nguồn tự nhiên hoặc nhân tạo. VOC có mặt trong nhiều sản phẩm hóa chất công nghiệp, tiêu dùng và đóng vai trò trong các quá trình sinh học.

Nguồn gốc của volatile organic compounds

Volatile organic compounds là các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, xuất hiện từ cả tự nhiên và các hoạt động của con người. Tuy nhiên, khi nhắc đến VOC, người ta thường nghĩ ngay đến các hợp chất nhân tạo phát tán trong không khí từ các sản phẩm và hoạt động công nghiệp. Dưới đây là chi tiết về hai nguồn gốc chính:

Hợp chất VOC có nguồn gốc từ tự nhiên

Các hợp chất VOC tự nhiên chiếm tỷ lệ nhỏ nhưng đóng vai trò quan trọng trong môi trường. Phần lớn chúng bắt nguồn từ thực vật, với ước tính khoảng 1150 Tg VOC (1 Tg = 10¹² g) được thải vào khí quyển mỗi năm, chủ yếu là isoprene.

Những VOC tự nhiên thường ít độc hại và được cân bằng trong hệ sinh thái, nhưng vẫn ảnh hưởng đến khí hậu và chất lượng không khí.

Hợp chất VOC có nguồn gốc nhân tạo

Phần lớn VOC trong không khí đến từ các hoạt động và sản phẩm do con người tạo ra, đặc biệt ở khu vực đô thị và công nghiệp. Theo thống kê, khoảng 50% VOC nhân tạo bắt nguồn từ công nghiệp, 16% từ máy móc, 11% từ nông nghiệp, 10% từ giao thông, và 10% từ sơn dầu (bao gồm dung môi và phụ gia).

• Sản phẩm công nghiệp và tiêu dùng: VOC có trong sơn dầu, sơn tường, vecni, keo dán, dung môi tẩy rửa, và mỹ phẩm. Ví dụ, formaldehyde trong gỗ công nghiệp hoặc toluene trong mực in là những VOC phổ biến.
• Giao thông và nhiên liệu: Khí thải từ xăng, dầu diesel, và quá trình bốc hơi tại trạm xăng thải ra benzen và hidrocacbon.
• Máy móc và thiết bị: Máy in, máy photocopy, điều hòa không khí, và thiết bị xây dựng sinh ra VOC như acetone hoặc xylene.
• Nông nghiệp: Thuốc trừ sâu và phân bón hóa học phát thải VOC như chlorpyrifos.
• Phản ứng hóa học: Khi bay hơi vào không khí, VOC có thể phản ứng với nhau dưới tác động của nhiệt độ và ánh sáng, tạo ra các hợp chất mới như ozon tầng thấp hoặc sương mù quang hóa.

VOC nhân tạo là nguyên nhân chính gây ô nhiễm không khí ở đô thị, đòi hỏi các biện pháp kiểm soát chặt chẽ để giảm thiểu tác động.

>> Xem thêm:

• Dung môi sơn dầu: Gợi ý 5 loại dung môi phổ biến và hướng dẫn sử dụng
• Dung môi pha mực in là gì? Phân loại chức năng và tiêu chí chọn
• Dung môi pha sẵn: Giải pháp tối ưu thời gian và tiết kiệm chi phí sản xuất

Quy chuẩn/quy định nghiêm ngặt VOC tại các Quốc gia

Hoa Kỳ

• EPA (Cơ quan Bảo vệ Môi trường): Đạo luật Không khí Sạch (Clean Air Act) yêu cầu kiểm soát phát thải VOC ngoài trời. EPA thiết lập tiêu chuẩn phát thải VOC cho các sản phẩm như sơn, lớp phủ aerosol, chất tẩy rửa.
• CDPH Standard Method V1.2-2017: Quy định nồng độ VOC trong vật liệu xây dựng, đặc biệt trong nhà.
• OSHA và NIOSH: Đặt giới hạn phơi nhiễm VOC tại nơi làm việc (ví dụ: benzene <1 ppm TWA, toluene <500 ppm IDLH).
• Indoor airPLUS và LEED: Chứng nhận công trình xanh với yêu cầu vật liệu phát thải VOC thấp.

Châu Âu

• Chỉ thị 2004/42/EC: Quy định VOC là hợp chất có điểm sôi ≤ 250°C tại 101,3 kPa, giới hạn hàm lượng VOC trong sơn, vecni, chất kết dính (ví dụ: sơn nội thất <30 g/L).
• Chỉ thị về Phát thải Dung môi VOC: Giảm phát thải VOC công nghiệp, yêu cầu các ngành như hóa chất, dược phẩm sử dụng công nghệ giảm phát thải.
• Tiêu chuẩn A+ (Pháp): Quy định phát thải VOC tổng cộng rất thấp sau 28 ngày thử nghiệm theo ISO 16000.
• Các chứng nhận tự nguyện: EMICODE, Blue Angel, Nordic Swan Ecolabel, EU-Ecolabel yêu cầu sản phẩm có phát thải VOC thấp.
• Quy định cụ thể từng nước: Đức (AgBB), Đan Mạch (Indoor Climate Label), Phần Lan (M1 Classification) đặt giới hạn phát thải VOC cho vật liệu xây dựng, nội thất.

Việt Nam

• QCVN 19:2024/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ, có hiệu lực từ 1/1/2025, thay thế QCVN 19:2009/BTNMT và QCVN 20:2009/BTNMT. Các điểm chính về VOC:
  • Đặt giới hạn phát thải VOC cho các ngành công nghiệp như sản xuất hóa chất, sơn, in ấn, chế biến thực phẩm, với giá trị cụ thể theo loại thiết bị và ngành.
  • Quy định giới hạn cho các VOC độc hại như benzene, toluene, dioxin, furan.
  • Yêu cầu cơ sở mới tuân thủ ngay giới hạn chặt chẽ (cột B, Bảng 1 và 2), cơ sở hiện hữu được ân hạn đến 31/12/2024 (áp dụng cột A).
  • Doanh nghiệp phải báo cáo danh sách VOC trong báo cáo đánh giá tác động môi trường (EIA) hoặc giấy phép môi trường.
• Nghị định 44/2016/NĐ-CP: Quy định giám sát chất lượng không khí lao động, bao gồm kiểm soát VOC tại nơi làm việc.

Ảnh hưởng của VOCs đối với sức khỏe con người

• Tác động ngắn hạn:
  • Kích ứng mắt, mũi, họng.
  • Nhức đầu, buồn nôn, chóng mặt, mệt mỏi.
  • Dị ứng da, khó thở, chảy máu cam.
• Tác động dài hạn:
  • Tổn thương gan, thận, hệ thần kinh trung ương.
  • Rối loạn hành vi, giảm trí nhớ, mất thị lực.
  • Một số VOC (như benzene, formaldehyde) có khả năng gây ung thư (ung thư phổi, ung thư máu).
  • Ảnh hưởng đặc biệt nghiêm trọng đến trẻ em, người mắc bệnh hen suyễn hoặc nhạy cảm với hóa chất.
• Ảnh hưởng tim mạch: Một số VOC làm tăng nhịp tim, gây tổn hại động mạch.

>> Xem thêm: Dung môi pha mực in có độc không? Mức độ ảnh hưởng và cách hạn chế

Ảnh hưởng VOCs đối với môi trường

• Ô nhiễm không khí: VOC phản ứng với oxit nitơ dưới ánh sáng mặt trời, tạo ozone tầng thấp và sương mù quang hóa (photochemical smog), gây hại cho hệ sinh thái và làm giảm năng suất cây trồng.
• Hiệu ứng nhà kính: Một số VOC góp phần vào hiện tượng nóng lên toàn cầu.
• Mưa axit: VOC có thể góp phần hình thành các hợp chất gây mưa axit, hủy hoại đất và nguồn nước.
• Ô nhiễm đất và nước: VOC từ công nghiệp (như dung môi, sơn) có thể thấm vào đất và nguồn nước, gây ô nhiễm lâu dài.

TOP 10 VOC ứng dụng phổ biến trong ngành công nghiệp

VOC thân thiện với môi trường thường có độc tính thấp, phân hủy sinh học tốt, và ít gây ô nhiễm. Một số ví dụ:

Các VOC thường gặp trong công nghiệp bao gồm:

• Formaldehyde: Có trong gỗ công nghiệp, sơn, keo, nhựa, vật liệu xây dựng.
• Benzene: Dùng làm dung môi trong sản xuất hóa chất, sơn, nhiên liệu.
• Toluene: Dung môi trong sơn, mực in, keo dán.
• Xylene: Dùng trong sơn, dung môi làm loãng, mực in.
• Acetone: Dung môi trong sản xuất sơn, dược phẩm, dệt may.
• Butoxyethanol: Có trong sơn, vecni, chất tẩy rửa.
• Styrene: Sử dụng trong vật liệu cách nhiệt, nhựa, ống nhựa.
• Acetaldehyde: Trong chế biến thực phẩm, sản xuất hóa chất.
• Perchloroethylene: Dùng trong giặt khô, tẩy rửa công nghiệp.

TOP 5+ VOCs thân thiện với môi trường

Dimethyl Carbonate (DMC)

• Nguồn gốc: Dimethyl Carbonate (DMC) sản xuất từ methanol và CO₂, hoặc qua quá trình oxy hóa carbonylation, tránh sử dụng phosgene độc hại.
• Ứng dụng:
  • Dung môi pha mực in, dung môi pha mực in bao bì, sơn phủ.
  • Dung môi trong dung dịch điện giải cho pin lithium-ion (ngành xe điện).
• Lợi ích:
  • Độc tính thấp, phân hủy sinh học tốt, tốc độ bay hơi nhanh (3.22 so với butyl acetate = 1.0).
  • Miễn trừ VOC theo EPA (Mỹ) từ 2009 do tính phản ứng quang hóa thấp, giảm tạo ozone tầng thấp.

Terpene (như limonene, pinene)

• Nguồn gốc: Chiết xuất từ thực vật (vỏ cam, nhựa thông).
• Ứng dụng: Dung môi trong chất tẩy rửa, sơn, mực in sinh học. Limonene thay thế dung môi thơm độc hại như toluene.
• Lợi ích: Phân hủy sinh học, ít độc, mùi dễ chịu.

Ethyl Lactate

• Nguồn gốc: Từ ngô hoặc thực vật lên men.
• Ứng dụng: Dung môi pha sơn, chất tẩy rửa, keo dán, công nghiệp điện tử.
• Lợi ích: Không độc, phân hủy sinh học, thay thế dung môi halogen hóa như perchloroethylene.

Methyl Soyate

• Nguồn gốc: Dầu đậu nành.
• Ứng dụng: Dung môi trong sơn, dung môi tẩy rửa công nghiệp, sản xuất nhựa.
• Lợi ích: Ít phát thải VOC độc hại, thân thiện với môi trường, hiệu quả cao.

Acetone (ở mức kiểm soát)

• Ứng dụng: Dung môi trong sơn, dược phẩm, dệt may.
• Lợi ích: Độc tính thấp hơn so với benzene hoặc toluene, nhưng cần kiểm soát nồng độ để tránh phát thải cao.

Sơn gốc nước (Water-based paints)

• Thành phần: Sử dụng nước thay dung môi hữu cơ, giảm hàm lượng VOC (<50 g/L).
• Ứng dụng: Sơn nội thất, ngoại thất, công trình xanh.
• Lợi ích: Giảm phát thải VOC, an toàn cho sức khỏe, phù hợp tiêu chuẩn LEED, Green Seal.

Câu hỏi thường gặp về hợp chất VOC

Làm thế nào để giảm thiểu tiếp xúc với VOC?

Để hạn chế tiếp xúc với VOC và bảo vệ sức khỏe, bạn có thể áp dụng các biện pháp sau:

• Chọn sản phẩm ít VOC: Sử dụng sơn gốc nước, chất tẩy rửa, và mỹ phẩm thân thiện môi trường. Kiểm tra nhãn sản phẩm để đảm bảo hàm lượng VOC thấp.
• Tăng cường thông gió: Mở cửa sổ, sử dụng quạt thông gió khi sơn nhà, sử dụng chất tẩy rửa, hoặc lắp điều hòa để giảm nồng độ VOC trong không khí.
• Lưu trữ an toàn: Bảo quản sơn, dung môi, và hóa chất trong hộp kín, nơi thoáng mát, tránh bay hơi vào không gian sống.
• Sử dụng thiết bị bảo hộ: Khi làm việc với VOC (như sơn, in ấn) thì phải đeo khẩu trang, găng tay, và kính bảo hộ để giảm hít phải hơi VOC.
• Kiểm tra chất lượng không khí: Sử dụng máy lọc không khí có bộ lọc hoặc than hoạt tính để loại bỏ VOC trong nhà.

Các nguồn phát tán VOC chủ yếu là từ đâu?

VOC phát tán từ cả nguồn tự nhiên và nhân tạo, nhưng nguồn nhân tạo chiếm phần lớn trong môi trường đô thị:

• Nguồn tự nhiên: Thực vật (isoprene, terpene từ rừng), vi sinh vật (dimethyl sulfide từ đại dương), và hiện tượng địa chất (methane từ núi lửa, cháy rừng). Chúng thải khoảng 1150 Tg VOC mỗi năm nhưng ít độc hại hơn.
• Nguồn nhân tạo:
  • Công nghiệp: Sản xuất sơn, mực in, keo dán, và dung môi thải ra toluene, xylene.
  • Giao thông: Khí thải xăng, dầu diesel, và bốc hơi nhiên liệu tại trạm xăng sinh ra benzene, hydrocarbon.
  • Nông nghiệp: Thuốc trừ sâu, phân bón hóa học.
  • Máy móc: Máy in, máy photocopy, điều hòa thải acetone.
  • Sản phẩm tiêu dùng: dung môi sơn dầu, chất tẩy rửa, mỹ phẩm.

Nguồn nhân tạo tập trung ở thành phố, gây ô nhiễm không khí và sương mù quang hóa, đòi hỏi kiểm soát chặt chẽ.

VOCs trong sản xuất là gì?

VOCs trong sản xuất là các dung môi hữu cơ dễ bay hơi như toluene, acetone, hoặc formaldehyde, dùng làm dung môi hoặc nguyên liệu trong sơn, mực in, dược phẩm, và hóa dầu. VOC bay hơi gây ô nhiễm không khí, tạo ozon tầng thấp, cần kiểm soát bằng công nghệ lọc khí và tuân thủ quy định.

VOCs trong kinh doanh là gì?

Đây là hợp chất hữu cơ dễ bay hơi từ sơn, chất tẩy rửa, hoặc máy in, nội thất văn phòng. VOC gây kích ứng sức khỏe, đồng thời làm ô nhiễm đô thị, cần có những biện pháp phù hợp như cải tiến công nghệ, dùng các nguyên liệu thân thiện với môi trường, và nâng cao quá trình xử lý sản phẩm.

VOC là các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, quan trọng trong công nghiệp nhưng gây ô nhiễm không khí, sương mù quang hóa, và nguy cơ ung thư. Việc kiểm soát VOC là cần thiết để bảo vệ sức khỏe và môi trường. Hãy tìm hiểu và áp dụng các biện pháp kiểm soát VOC để bảo vệ sức khỏe và môi trường.

Liên hệ ngay K-Chem nếu đơn vị của bạn cần tìm dòng sản phẩm hóa chất tẩy sơn, dung môi pha sẵn cho mực in hay dung môi pha sẵn cho sơn an toàn với sức khỏe người lao động và môi trường xung quanh. 

CÔNG TY TNHH K-CHEM VIỆT NAM

• Địa chỉ: ĐƯờng N6B, Lô F, Cụm Nông Nghiệp Phú Chánh 1, Phường Phú Chánh, TP. Tân Uyên, Tỉnh Bình Dương, Việt Nam
• Tel: +84 274 362 0218
• Email: info@k-chem.vn