天津市人為源揮發(fā)性有機(jī)物排放特征研究

劉佳泓 易曉娟 武 丹

(天津市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，天津 300191)

天津作為我國(guó)聯(lián)防聯(lián)控的重點(diǎn)區(qū)域目前尚缺乏系統(tǒng)全面的VOC 污染現(xiàn)狀研究數(shù)據(jù)，存在底數(shù)不清，來源不明等問題，給VOC 污染控制帶來極大的困難。研究VOC 污染排放現(xiàn)狀，可以為天津“十二五”期間制定相應(yīng)的大氣污染控制政策提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 研究范圍與方法

1.1 研究范圍

本次研究包括工業(yè)源、生活源、生物質(zhì)燃燒源和流動(dòng)源4 部分，其中工業(yè)源包括石油煉制石油化工、有機(jī)化工、合成材料、紡織印染等23 個(gè)行業(yè)，生活源包括建筑裝飾、餐飲業(yè)和環(huán)境治理等，生物質(zhì)燃燒源包括各種類型秸稈固定燃燒以及露天燃燒等;時(shí)間跨度為2005年到2010年。

1.2 估算方法

對(duì)各排放源VOCs 排放量的估算主要采用排放因子法。估算公式為:

式中:Ei，j為VOCs 排放量;i，j 分別為排放源序號(hào)和源類別;Ai，j為活動(dòng)水平數(shù)據(jù);EFi，j為排放因子，單位根據(jù)不同源類別確定;P 為單位換算因子，以保證Ei，j的單位為t/a。

1.3 數(shù)據(jù)來源

國(guó)外很多學(xué)者針對(duì)VOCs 排放開展了很多研究，而我國(guó)VOC 排放研究起步較晚，尚沒有一套完整的符合我國(guó)國(guó)情的VOC 排放因子清單。近年來，我國(guó)的一些學(xué)者陸續(xù)在VOC 排放因子方面做了一些研究，這些研究中確定的排放因子相比國(guó)外的排放因子，更能反映我國(guó)的實(shí)際排放情況，因此，本文中的排放因子主要依據(jù)文獻(xiàn)［1］、［2］等選取，可以更好的貼合我國(guó)的實(shí)際排放水平。

本文中的活動(dòng)水平數(shù)據(jù)主要來源于《天津統(tǒng)計(jì)年鑒》(2007-2011年)，《天津年鑒》(2007-2011年)，天津市環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)(2006-2010年)以及一些行業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)資料和學(xué)術(shù)論文。

2 結(jié)果與分析

2.1 VOCs 排放量估算

2006年－2010年天津市人為源排放VOCs 從2006年的38.2 萬噸上升到2010年的60.9 萬噸，呈逐年上升的趨勢(shì)。其中工業(yè)源對(duì)VOCs 的貢獻(xiàn)率最大，五年來均在40%以上;其次是流動(dòng)源，隨著機(jī)動(dòng)車保有量的增加，流動(dòng)源VOCs 排放量也呈逐年上升趨勢(shì)，至2010年已達(dá)到23.7 萬噸，是2006年排放量的1.92 倍。生活源和生物質(zhì)燃燒源所占比例較小，并且上述兩項(xiàng)排放量五年中占全市VOCs 排放量的排放比例正逐年下降。

2.2 工業(yè)源VOCs 排放

以2010年為例，工業(yè)源VOCs 排放量為27.1 萬噸，占全市排放量的44.6%。如圖1 所示，工業(yè)行業(yè)中排放量最大的為石油煉制與石油加工行業(yè)，其次為油品儲(chǔ)運(yùn)，其排放量分別為6.8 萬噸和5.2 萬噸。天津是華北地區(qū)最大的石化產(chǎn)品生產(chǎn)基地，天津港也是華北地區(qū)最大的原油及其制品的樞紐集散基地，生產(chǎn)和流通量均較高。合成材料行業(yè)、黑色和有色金屬冶煉、火力發(fā)電的VOCs年排放量均大于1 萬噸，上述5 個(gè)行業(yè)VOCs年排放量占工業(yè)排放量的63.4%。

2.3 生活源VOCs 排放

2010年天津市生活源VOCs 排放量為9.5 萬噸，占全市VOCs 排放量的15.4%。生活VOCs 排放量貢獻(xiàn)最大的為建筑裝飾源，其排放量占全市生活源排放量的86.4%。建筑裝飾源主要包括PVC 地板、清潔劑、油漆、粘合劑、洗滌劑、膠合板、壁紙、人造板家具等，這些材料的大量使用，使建筑裝飾源成為生活源VOCs的主要貢獻(xiàn)者。

表1 2006-2010年各類源VOCs 排放情況

表2 工業(yè)VOCs 排放因子

圖1 天津市主要工業(yè)行業(yè)VOCs 排放情況

表3 生活VOCs 排放因子

2.4 生物質(zhì)燃燒源VOCs 排放

生物質(zhì)燃燒源包括秸稈燃燒(家用和露天)、薪柴燃燒、牲畜糞便、森林火災(zāi)和草場(chǎng)火災(zāi)5 個(gè)類型，考慮天津?qū)嶋H情況以及數(shù)據(jù)的可獲得性，本研究生物質(zhì)燃燒源僅考慮秸稈燃燒和薪柴燃燒兩類。天津市農(nóng)村現(xiàn)代化程度較高，秸稈利用率高，并且天津市政府嚴(yán)格控制秸稈露天焚燒，2010年天津市生物質(zhì)燃燒VOCs 排放量為6443.1 噸，占全市排放量的1.1%。

表4 生活VOCs 排放因子

2.5 流動(dòng)源VOCs 排放

2010年流動(dòng)源VOCs 排放量達(dá)到了23.7 萬噸，占全市排放量的38.9%。其中貢獻(xiàn)率最大的為小型載客車，為82.2%，其次為載貨輕型車。2005－2010年間天津市小型載客車保有量由50.4 萬輛增加到122.4 萬輛，增加了2.4 倍，并且小型載客車大多在城市交通繁華地段行駛，城市普遍的交通擁堵導(dǎo)致小型載客車經(jīng)常處于啟動(dòng)等待狀態(tài)，油耗量增大，因此小型載客車成為流動(dòng)源VOCs 排放貢獻(xiàn)率最大的車型。

表5 流動(dòng)源VOCs 排放因子

圖2 天津市各類型機(jī)動(dòng)車VOCs 排放比例

3 不確定性分析

在人為源VOCs 排放估算中存在不確定性，主要來源于以下幾方面:(1)本研究所采用的活動(dòng)水平數(shù)據(jù)來源于統(tǒng)計(jì)年鑒、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)以及行業(yè)統(tǒng)計(jì)資料，這些資料只包含規(guī)模以上企業(yè)的統(tǒng)計(jì)，沒有包含所有企業(yè)。(2)研究中所選取的排放因子引自國(guó)內(nèi)外的研究成果，不同地區(qū)情況不同，選用非天津本地的排放因子給VOCs 排放量估算帶來了不確定性。(3)VOCs 排放特征復(fù)雜，統(tǒng)計(jì)難度較大，無法準(zhǔn)確估算。

4 結(jié) 論

研究結(jié)果表明:(1)2006年－2010年天津市人為源排放VOCs 從2006年的38.2 萬噸上升到2010年的60.9萬噸，呈逐年上升的趨勢(shì)。其中工業(yè)源對(duì)VOCs 的貢獻(xiàn)率最大，五年來均在40%以上;其次是流動(dòng)源。(2)2010年工業(yè)源VOCs 排放量為27.1 萬噸，占全市排放量的44.6%。工業(yè)行業(yè)中排放量最大的為石油煉制與石油加工行業(yè)，其次為油品儲(chǔ)運(yùn)，其排放量分別為6.8 萬噸和5.2 萬噸。流動(dòng)源VOCs 排放量達(dá)到了23.7 萬噸，占全市排放量的38.9%;生活源VOCs 排放量為9.5 萬噸，占全市VOCs 排放量的15.4%;生物質(zhì)燃燒VOCs排放量為6443.1 噸，占全市排放量的1.1%。(3)本次研究存在一定的不確定性，主要缺少本地排放因子和難以獲得全部活動(dòng)水平數(shù)據(jù)。今后加強(qiáng)本地化排放因子研究以VOC 排放行業(yè)基礎(chǔ)信息收集與調(diào)研工作。

［1］“十二五”重點(diǎn)區(qū)域大氣污染聯(lián)防聯(lián)控規(guī)劃編制培訓(xùn)—VOCs 排放清單和治理技術(shù)培訓(xùn)資料［D］．北京:環(huán)境保護(hù)部，2010．

［2］趙斌，馬建中. 天津市大氣污染源排放清單的建立［J］．環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，28(2):368－375．