我國大氣VOCs揮發性有機物汙染狀況及監測政策

2019-06-15 09:24:43 admin
環境保護部第七輪次“2+26”城市大氣汙染防治強化督查發現,揮(huī)發性有機化合物(VOCs)問題(tí)最突出(chū),占本輪次檢查發現(xiàn)問題總數的38.6%。大部分VOCs不僅本身具有較強毒性,而且還是影響我國區域大氣複合汙染的重(chóng)要前(qián)體物和參與物。無論是民眾關心熱議的細顆粒物(PM2.5)還是臭氧(O3),都和VOCs有千絲萬縷的聯係。為此,特邀(yāo)我院張新民研究員就VOCs汙染的(de)現狀、來(lái)源以及控製對策進行係統介紹(shào)。

我國大氣VOCs揮發性有機物汙染狀(zhuàng)況及監測政策

揮發(fā)性(xìng)有機化(huà)合(hé)物(VolatileOrganicCompounds,VOCs)是指在常壓下,任何沸點低(dī)於250℃的有(yǒu)機化(huà)合物,或在室溫(25℃)下飽和蒸(zhēng)氣壓超過133.32Pa,以氣態分子的形(xíng)態排放到空氣中的所有有機化合物的總稱。VOCs不僅本身具有較(jiào)強毒性,還是影響我國區域大氣複合汙染的重要前體物和參與物。因此,控製(zhì)VOCs對改善我國大氣環境質量具有重要(yào)意(yì)義。

VOCs汙(wū)染的危害性和控製的必要性

VOCs共包括烷烴(tīng)、芳(fāng)香烴類、烯烴類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類和其它化合物8類。大約1/3的VOCs是有毒的,芳(fāng)香烴類、酮類、酯類等可以引起皮膚、眼睛、呼吸係統、血液、肝腎髒、神經係統等中毒,如甲醛、苯等。VOCs不僅對人體有明顯的毒(dú)性效應,還具有(yǒu)多重環境效應。VOCs可(kě)以和氮氧化(huà)物發(fā)生光(guāng)化學反應,形成光化學煙霧;也能與大氣中的˙OH、NO3-、O3等氧化劑發生(shēng)多(duō)途徑反應,生成二次有(yǒu)機氣溶膠,對環境空氣的(de)O3和PM2.5均有(yǒu)重要影響(圖1)。

我國(guó)大氣VOCs揮發性有(yǒu)機物汙染狀況及監測政策(cè)

圖1VOCs多重(chóng)環境效應(左)及近地麵臭氧生成機(jī)製(右)(來源:USEPA)

在國際(jì)上,美國、歐盟等很早就認(rèn)識(shí)到了VOCs對(duì)環境空氣質量的(de)重要影響,製定和實施(shī)了(le)一係列VOCs汙染控製政(zhèng)策。當前,我國(guó)大氣汙染問題複(fù)雜,呈現(xiàn)高汙染負荷、多汙染物疊加等特征,已從傳統的煤煙型汙染逐漸過渡為以PM2.5和O3為特征(zhēng)的複合汙染。2016年全國環境空氣質量六項監測指標中O3是唯一一個不降反升的汙染物。因此,必須加快推進(jìn)O3和PM2.5的協同控製。VOCs作為PM2.5和O3共同的關鍵前體物,控製VOCs排(pái)放(fàng)將(jiāng)有利於(yú)降低PM2.5和O3的濃度,減少灰霾和光化學(xué)煙霧(wù)汙染事件。

我國VOCs排放特征

1行業(yè)分布

我國VOCs排放(fàng)來源非(fēi)常複雜,工業門類齊全,產業規模(mó)龐大,且VOCs汙染物種(zhǒng)類繁多。根(gēn)據(jù)《大氣揮發性有機物源(yuán)排放清單編製技術(shù)指南(試行)》(公告2014年第55號),排放源主要包括(kuò)交通源、工業(yè)源、生活源和農業源四大類。其中交通源包括(kuò)道路機動車、非道路移(yí)動源和油品儲運銷等;工業源包括化石(shí)燃料燃燒和工藝過程;生活源包括生活燃料燃燒、環境管理、居民生活消費、建(jiàn)築裝飾和餐飲油煙;農業源則包括生物質露天燃燒源、生(shēng)物質燃料燃燒源和農藥使用等。

基於上述技術指南和相關統計(jì)資料計算,2015年我國VOCs排放總量為2503萬噸。其中工業源VOCs排(pái)放最多,占(zhàn)總量的(de)43%,其次是交通源排放(fàng)的VOCs,占總(zǒng)量的28%,生活源和農業源排放的VOCs量比較接近,分別占總量的15%和14%(圖2)。按行業劃分,工業源(yuán)中排放較(jiào)多(duō)的是化工、工業塗(tú)裝、石化和印刷行業(yè);交通源中(zhōng),道路機動車油(yóu)品(pǐn)儲運(yùn)銷排放的VOCs較(jiào)多;農業源中(zhōng)農藥排放(fàng)的VOCs最多;生(shēng)活源中家居用品、餐飲油煙和化妝品排放的(de)VOCs較多。

我國大氣VOCs揮發性有機物汙染狀況及監測政策

圖22015年我國不同VOCs排放源構成

1區域(yù)分布

從我國大氣汙染防治重點區(qū)域(yù)及省份角度看,2015年我國城市(群(qún))VOCs排放量可依據其在全國總量的占比,分為>10%、5%~10%、3%~4%、1%~2%和<1%五個檔位(圖3)。其中介於3%~4%的城市數量(liàng)最多,共13個;長三(sān)角地區(qū)VOCs排放(fàng)量最大,占全國VOCs排放總量的(de)19%;介於(yú)5%~10%之間的,從大到小依(yī)次為山東(9%)、京津冀(jì)地區(8%)、河南(nán)(7%)和珠三角地區(6%);介於(yú)3%~4%之間的,從大到小依次為四川、遼寧、湖(hú)北、湖南、黑龍江、福建、內蒙古、山(shān)西、吉(jí)林、雲(yún)南、陝西、廣(guǎng)西、江西和新疆;介於1%~2%的(de),從大到小的城(chéng)市(shì)分別為甘肅、重慶、貴州、海(hǎi)南和寧夏;<1%的分別(bié)為青(qīng)海和西藏。

我(wǒ)國大氣VOCs揮發(fā)性有機物汙染狀況及監測政策

圖32015年我國重點區域及不同省份VOCs排放量占比

我國VOCs治理重點的確定

厘清(qīng)VOCs對O3生成(chéng)的貢獻大小是分區、分(fèn)類、有序開展O3汙染防治工作的關(guān)鍵。臭氧生(shēng)成潛勢(OzoneFormationPotential,OFP)代(dài)表VOCs物種在最佳反應條件下對(duì)O3生成最大貢(gòng)獻,是綜合衡量(liàng)VOCs物種的反(fǎn)應活性對臭氧生成潛勢的指標參(cān)數;OFP廣泛應用於評估(gū)VOCs在某一地區O3生成中的(de)作用;OFP大小決定於VOCs物種排放量及該物種的最大(dà)增量反應活性。通過估算不同區域、行(háng)業排放VOCs的OFP,確定生成O3的關鍵源和關鍵物種,可以有(yǒu)針對性地開展重點地區、重點行業VOCs汙染控(kòng)製。

1重點控製區域

根據重(chóng)點區域對全國OFP的貢獻(xiàn)來看(圖(tú)4),我國VOCs源排(pái)放的重點控製地區應包括(kuò)長三角(jiǎo)(15%)、京津冀(10%)、珠三(sān)角(7%)和成渝地區(6%),特別(bié)要重視山東(10%)和河(hé)南(6%),這兩(liǎng)個省份對(duì)全國OFP的貢獻與重點(diǎn)地區的貢獻不相上下。

我國(guó)大氣VOCs揮發性有機物汙染狀況及監測政策

圖42015年重點區域和不同(tóng)省份對全國OFP的貢獻

2重點(diǎn)控製(zhì)物種和行業

依據VOCs臭氧生成潛勢研究結果,提出重點控製的VOCs排放物種和行業。

我國大氣VOCs揮發性有機物汙染狀況及監測政(zhèng)策

3重點控製(zhì)區域

我國大氣VOCs揮(huī)發性有機物汙染狀況及監測政策
我國主要的VOCs控(kòng)製措施

國家政策

2010年5月,環境保護部等9部門聯合(hé)製定了《關於(yú)推進大氣汙染(rǎn)聯防聯控工作(zuò)改善區(qū)域空氣質量的指導意見》,正(zhèng)式(shì)地(dì)從國家層麵上提出(chū)了加強VOCs染防治(zhì)工作(zuò)的要求,並將(jiāng)VOCs和顆粒物等一起列為防控重點汙染物。我國(guó)VOCs控製工作(zuò)的政策體係已初步形成,並具有一定的可操(cāo)作性。2012年10月,《重點區域(yù)大(dà)氣汙染(rǎn)防治“十二五”規劃》出台,把VOCs汙(wū)染控製作(zuò)為建設項目環境影響評價的重要指標,從此VOCs的監測市場被打開,VOCs治(zhì)理正式進(jìn)入(rù)政府視野。隨後(hòu)環境保護部陸續發布了《揮發性有(yǒu)機物(VOCs)汙染防治技術政策》《大氣揮發性有機物源排放清單編製技術指南(試行(háng))》,為開展我國VOCs排放清(qīng)單提供技(jì)術支撐。2014年石化行業VOCs治理全麵啟(qǐ)動,主要控製技術為泄露檢測與(yǔ)修複(LeakDetectionandRepair,LDAR);2015年全麵啟(qǐ)動(dòng)印(yìn)刷行(háng)業VOCs治理,主要控(kòng)製技術為濃縮轉輪和蓄熱式催化燃燒聯用。其他它重點行業的VOCs治理正在逐步開展。

法律約(yuē)束

2015年8月頒布的《中華人民(mín)共和國大氣汙染防治法》修訂(dìng)版自2016年1月1日起施行。第四章(大氣汙染防治措施)新增四個VOCs汙(wū)染控製條款(kuǎn),包括含揮發性(xìng)有機物的材(cái)料和產品、VOCs有機(jī)廢氣(qì)治理、建立工業(yè)塗裝台(tái)賬以及(jí)泄(xiè)漏(lòu)管(guǎn)理(lǐ)等,體現了源頭削減、過程控製和終端治理的(de)全過程控製理念。不僅如(rú)此,在新修訂的大氣(qì)汙染(rǎn)防治法中關於罰(fá)則的規定大幅度提高(gāo)。例如在第七章法律責任中多條涉及超標排(pái)放、不治理違規排放等規定(dìng)。超標排放不僅要罰款、停業整頓,嚴重者還要(yào)追究法人責任。

標準管控

VOCs標準管控包括排放標準和監測標準兩(liǎng)個方麵。概括而言,2010-2015年期間(jiān),平均每年發布2-3個VOCs相關標準。涉及(jí)物種包括總(zǒng)烴、VOCs、SVOC、揮發性鹵代烴、苯係物、醛、酮、酚8大類(lèi);采樣方式包(bāo)括罐采樣、吸附法和采樣袋等多種方法;分析方法包括氣相色譜(pǔ)法(GC)、氣相色譜-質譜聯用方法(GC-MS)和高效(xiào)液相色譜(HPLC)等方法。

建議

目前,我國已經具備開展VOCs汙(wū)染控製的基本(běn)條件,但仍(réng)有許多技術細節需要研究:

依據(jù)O3汙染的空間分布格局,劃定O3汙染聯防(fáng)聯控區,開展區域聯(lián)防聯控。同時在重點區域探(tàn)索製定活性VOCs總量減排目標,並完善相關(guān)排放係(xì)數。

建立互(hù)相匹配的高精度VOCs和NOx排放清單,以(yǐ)城市為單位識別O3敏感性,科學協同削減VOCs和NOx。

研究建立VOCs成分譜采樣/分析標準和指南,加強典型行業VOCs排放成分譜研究,甄別VOCs活性物種及(jí)相關重點行業。

專家簡介:張新民,研究員。中國環境科學研究院大氣環境研究所/國家重點實驗室(shì)。研究方向:大氣環境化(huà)學、VOCs汙染排放與控製



  
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