中國揮發(fā)性有機物污染防治政策及對監(jiān)測技術(shù)的管理需求

常杪*，丁杉杉，朱雁南，陳青,2，王世汶

（1. 清華大學環(huán)境學院，北京 100084；2. 中國人民大學環(huán)境學院，北京 100872；

3. 中國社科院數(shù)量經(jīng)濟與技術(shù)經(jīng)濟研究所，北京 100732）

中國揮發(fā)性有機物污染防治政策及對監(jiān)測技術(shù)的管理需求

常杪1*，丁杉杉1，朱雁南1，陳青1,2，王世汶3

（1. 清華大學環(huán)境學院，北京 100084；2. 中國人民大學環(huán)境學院，北京 100872；

3. 中國社科院數(shù)量經(jīng)濟與技術(shù)經(jīng)濟研究所，北京 100732）

本文通過梳理現(xiàn)行的揮發(fā)性有機物污染防治政策法規(guī)和方法標準，結(jié)合國外經(jīng)驗，提出了現(xiàn)階段揮發(fā)性有機物污染防治政策體系。盡管起步較晚，但陸續(xù)實施的揮發(fā)性有機物排污收費和總量控制機制，已經(jīng)對污染物監(jiān)測提出了明確的管理需求。雖然離線檢測技術(shù)具有良好的靈敏度和響應度，但使用FID和NDIR法的在線和便攜儀器響應時間短、數(shù)據(jù)連續(xù)，可以實現(xiàn)對揮發(fā)性有機物污染的實時追蹤，更好地滿足污染預警、應急執(zhí)法等環(huán)境管理新需求。

揮發(fā)性有機物；環(huán)境管理；監(jiān)測技術(shù)

引言

揮發(fā)性有機物是一類物質(zhì)的總稱。環(huán)境保護部2014年發(fā)布的《大氣揮發(fā)性有機物源排放清單編制技術(shù)指南（試行）》對揮發(fā)性有機物的定義是：在標準狀態(tài)下飽和蒸氣壓較高（標準狀態(tài)下大于13.33Pa）、沸點較低、分子量小、常溫狀態(tài)下易揮發(fā)的有機化合物?！洞髿鈸]發(fā)性有機物源排放清單編制技術(shù)指南》將揮發(fā)性有機物的主要貢獻源劃分為生物質(zhì)燃燒源、化石燃料燃燒源、工業(yè)過程源、溶劑使用源和移動源。大氣中的細顆粒物約50%來自揮發(fā)性有機物等氣態(tài)污染物經(jīng)過復雜化學反應形成的二次粒子。不僅如此，揮發(fā)性有機物中的脂肪烴、氯化烴、芳香烴、氯代烴、酮類、脂類以及乙二醇醚及其酯類還具有神經(jīng)毒性、血液毒性、肝腎毒性和生殖遺傳毒性，并會刺激皮膚黏膜。

盡管如此，“十二五”時期中國大氣污染控制的重點仍聚焦在二氧化硫、氮氧化物和工業(yè)煙粉塵三種污染物上。在當前各級政府全面實施對揮發(fā)性有機物進行管控，改善城市大氣環(huán)境質(zhì)量，保障公眾健康的背景下，本文對揮發(fā)性有機物相關(guān)政策法規(guī)和標準方法進行了系統(tǒng)的梳理，提出中國揮發(fā)性有機物污染防治政策體系，并據(jù)此分析出環(huán)境管理對實驗室和在線/便攜監(jiān)測技術(shù)的應用需求。

1 揮發(fā)性有機物污染防治的國外經(jīng)驗

發(fā)達國家對揮發(fā)性有機物的管控基本延續(xù)大氣污染防治的傳統(tǒng)思路（表1），主要包括出臺相關(guān)法律法規(guī)提升政策措施的法律效力，從污染源清單入手針對本地的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和排放特征出臺行業(yè)排放標準，規(guī)范企業(yè)的排污行為，并通過總量控制等環(huán)境管理手段推動企業(yè)減排。此外，美國、歐盟和日本還從各自的管理需求出發(fā)，出臺了不同的監(jiān)測方法標準，為揮發(fā)性有機物的污染防治提供數(shù)據(jù)支撐。

表1 發(fā)達國家揮發(fā)性有機物管理實踐

綜上，美國、歐盟以及日本等發(fā)達國家對大氣VOCs污染的防控機制總體上以多級管理為主，在中央或聯(lián)邦出臺相關(guān)法規(guī)政策下，各地方或各成員國根據(jù)當?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)特點、地理和氣象條件、社會人口等因素制定符合當?shù)厍闆r的大氣VOCs污染防控管理機制。值得注意的是，由于各國針對大氣VOCs污染防控的起步時間不一致，對各VOCs排放行業(yè)的適用性略有不同。總體上，通過對以上發(fā)達國家對大氣VOCs污染防控經(jīng)驗的梳理，針對大氣VOCs污染防控的多級管理模式對中國有一定的參考意義。

2 中國揮發(fā)性有機物污染防治政策體系

自2012年年底國務院發(fā)布《重點區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》，對京津冀等重點區(qū)域重點行業(yè)現(xiàn)役源揮發(fā)性有機物提出削減比例指標要求以來，國家陸續(xù)出臺了一系列相關(guān)的政策法規(guī)和標準方法。

在國家層面，該體系主要由大氣污染防治法、國務院出臺的行動計劃、大氣污染物防治規(guī)劃、技術(shù)政策、行業(yè)污染治理方案、排污收費方法、檢測方法標準構(gòu)成（表2和表3）。

在法律層面，該體系由第十二屆全國人大常委會第十六次會議制定的《中華人民共和國大氣污染防治法》（簡稱《大氣污染防治法》）主導?！洞髿馕廴痉乐畏ā房倓t中提出推行區(qū)域大氣污染聯(lián)合防治，并提出對常規(guī)大氣污染物、氨、揮發(fā)性有機物和溫室氣體實施協(xié)同控制。同時，制定含揮發(fā)性有機物產(chǎn)品的質(zhì)量標準，并規(guī)定在生產(chǎn)、進口、銷售和使用含揮發(fā)性有機物的原材料和產(chǎn)品時應當符合質(zhì)量標準或要求。除針對VOCs標準規(guī)范類法規(guī)外，《大氣污染防治法》還規(guī)定了一系列針對VOCs產(chǎn)品生產(chǎn)的鼓勵和處罰措施，如對生產(chǎn)、銷售VOCs含量不符合質(zhì)量標準或要求的原材料和產(chǎn)品的，由縣級以上地方人民政府進行監(jiān)管，沒收原材料、產(chǎn)品和違法所得，并處貨值金額一倍以上三倍以下的罰款。

在行政法規(guī)層面，國務院在2013年9月出臺了《大氣污染防治行動計劃》，提出在石化、有機化工、表面涂裝、包裝印刷等行業(yè)實施揮發(fā)性有機物綜合整治，完成油氣回收治理，完善含揮發(fā)性有機物產(chǎn)品的相關(guān)限值標準，并鼓勵生產(chǎn)、銷售和使用低揮發(fā)性有機溶劑。此外，《大氣污染防治行動計劃》還鼓勵企業(yè)加強揮發(fā)性有機物控制的相關(guān)技術(shù)研發(fā)及改造。在行業(yè)準入方面，將揮發(fā)性有機物是否符合總量控制要求作為建設(shè)項目環(huán)境影響評價審批的前置條件之一。同時，還提出將VOCs納入排污費征收范圍內(nèi)。

在部門規(guī)章層面，環(huán)保部、國家發(fā)改委、財政部、工信部等部委相繼出臺了有針對性的VOCs污染防治相關(guān)文件。2012年9月，由環(huán)保部、國家發(fā)改委和財政部共同發(fā)布的《重點區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》中提出在新建排放VOCs的項目中實行污染排放減量替代，提高VOCs排放類項目建設(shè)要求，開展重點行業(yè)治理，制定相關(guān)行業(yè)的VOCs排放標準等工作；2013年，環(huán)保部發(fā)布了《揮發(fā)性有機物防治技術(shù)政策》，該技術(shù)政策作為指導性文件，提出了生產(chǎn)VOCs物料和含VOCs產(chǎn)品的生產(chǎn)、儲存運輸銷售、使用、消費各環(huán)節(jié)的污染防治策略和方法；2014年環(huán)保部發(fā)布了《石化行業(yè)揮發(fā)性有機物綜合整治方案》，該方案提出到2017年全國石化行業(yè)的排放量削減目標，并提出開展VOCs污染源排查、嚴格建設(shè)項目環(huán)境準入、完善VOCs監(jiān)管體系、實施VOCs全過程控制、建立VOCs管理體系等任務；2015年，工信部、財政部聯(lián)合發(fā)布《重點行業(yè)揮發(fā)性有機物削減行動計劃》，該計劃制定了到2018年的VOCs削減目標，并提出實施原料替代工程、工藝技術(shù)改造工程、回收及綜合治理工程等任務；2015年6月，由財政部、國家發(fā)改委、環(huán)保部發(fā)布的《揮發(fā)性有機物排污收費試點辦法》規(guī)定了石油化工行業(yè)和包裝印刷行業(yè)VOCs排污費的征收、使用和管理辦法。

雖然中國對揮發(fā)性有機物的管控起步較晚，但目前形成的政策體系既包括上位法支撐，又涵蓋對具體管理機制的規(guī)范要求，配套了部分技術(shù)政策和環(huán)境經(jīng)濟政策，為揮發(fā)性有機物污染的防治工作提供了有力的法律支撐和政策保障。此外，北京市、天津市和廣東省還結(jié)合地方實際，提出了針對印刷、制鞋、汽車表面涂裝、家具制造等行業(yè)的揮發(fā)性有機物排放標準，為企業(yè)控制污染物排放和環(huán)保部門執(zhí)法提供了明確的依據(jù)。

3 中國揮發(fā)性有機物污染防治對監(jiān)測技術(shù)的管理需求

3.1 排污收費和總量控制機制對監(jiān)測的需求

揮發(fā)性有機物污染防治政策體系對污染物監(jiān)測提出了明確的管理需求。其中，新出臺的《揮發(fā)性有機物排污收費試點辦法》要求試點征收排污費的石化和包裝印刷行業(yè)企業(yè)，通過物料平衡等核算的方法確定污染物排放量。但由于每家企業(yè)使用的原輔材料和采用的工藝不同，實際監(jiān)測得出的揮發(fā)性有機物排放量更為準確。新出臺的《大氣污染防治法》要求“產(chǎn)生含揮發(fā)性有機物廢氣的生產(chǎn)和服務活動，應當在密閉空間或者設(shè)備中進行”，這也將有利于企業(yè)統(tǒng)一收集廢氣，實現(xiàn)揮發(fā)性有機物的準確測定。

此外，目前已經(jīng)實施的《石化行業(yè)揮發(fā)性有機物綜合整治方案》提出，工藝廢氣、燃燒煙氣、揮發(fā)性有機物處理設(shè)施排放廢氣和火炬系統(tǒng)等有組織廢氣排放的企業(yè)應逐步安裝在線連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)。而上海市已經(jīng)率先要求石油化工、工業(yè)涂裝、包裝印刷等行業(yè)的重點企業(yè)安裝配有氫火焰離子檢測器（FID）的在線監(jiān)測設(shè)備。天津市實施的《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物排放控制標準》也要求“排放筒VOCs排放速率（包括等效排氣筒等效排放速率）大于2.5 kg/h或排氣量大于60 000 m3/h時須配套建設(shè)VOCs在線監(jiān)測設(shè)備”。因此可以預見，排污收費機制將逐漸過渡到依據(jù)實際監(jiān)測數(shù)據(jù)確定排放量并作為收費依據(jù)的階段，環(huán)境管理機制對揮發(fā)性有機物監(jiān)測技術(shù)的需求將更加明確。

除排污收費機制外，《大氣污染防治行動計劃》提出要“將揮發(fā)性有機物排放是否符合總量控制要求作為建設(shè)項目環(huán)境影響評價審批的前置條件”。鑒于目前對氮氧化物和二氧化硫的總量控制和限期治理等機制（如《京津冀及周邊地區(qū)重點行業(yè)大氣污染限期治理方案》）已經(jīng)開始要求重點企業(yè)在煙氣排放口安裝污染物連續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)，對揮發(fā)性有機物的總量控制預計也將延續(xù)該思路，通過污染源在線監(jiān)測為減排核算提供數(shù)據(jù)支撐，實現(xiàn)精細化管理。

3.2 環(huán)境風險預警和污染監(jiān)管

監(jiān)測技術(shù)不僅可以滿足排污收費和總量控制的數(shù)據(jù)核定需求，還可以為污染源的環(huán)境風險管理提供有力支撐。由于工業(yè)過程和溶劑使用等揮發(fā)性有機物主要貢獻源易出現(xiàn)無組織排放，且泄露的成分可能存在毒性，企業(yè)可以在石化、涂裝等典型污染企業(yè)的廠界、集中地或園區(qū)設(shè)置無組織排放監(jiān)控點，安裝在線監(jiān)測設(shè)備或配備移動監(jiān)測車，對大氣中的污染物濃度水平和變化趨勢進行實時追蹤，為環(huán)境風險預警和環(huán)境污染事故防控提供可靠依據(jù)。

另外，上海市已經(jīng)出臺政策，要求將揮發(fā)性有機物排放重點單位納入?yún)^(qū)縣環(huán)保部門重點監(jiān)管范圍，開展日常監(jiān)察并加強監(jiān)督性監(jiān)測，對處理設(shè)施運行不正常、偷排漏排等違法行為嚴格執(zhí)法。目前各地開展的大氣污染物監(jiān)督性監(jiān)測等仍主要采用現(xiàn)場采樣加實驗室分析，但使用便攜式的監(jiān)測設(shè)備可以快速測定和判斷企業(yè)廠界和周邊大氣中的污染物是否超過控制限值，實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)察，增加靈活性。例如，臺灣桃園的環(huán)保執(zhí)法部門在征收固定污染源空氣污染防治費時，除了通過3D光學雷達技術(shù)精準定位污染企業(yè)，還攜帶紅外線熱顯像分析儀在現(xiàn)場快速測定空氣中的揮發(fā)性有機物濃度，對偷排企業(yè)現(xiàn)場開具罰單，追繳排污費。

便攜式的監(jiān)測設(shè)備還可以滿足環(huán)境突發(fā)事件的現(xiàn)場應急監(jiān)測需求。在傳感器、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)快速發(fā)展的背景下，基于便攜和在線監(jiān)測技術(shù)的環(huán)境風險預警、應急處置和現(xiàn)場執(zhí)法將為環(huán)境管理機制提供重要的決策支撐。綜上所述，雖然中國對揮發(fā)性有機物的管控起步較晚，但現(xiàn)行的污染防治政策體系已經(jīng)對污染物監(jiān)測提出了明確的管理需求。

4 揮發(fā)性有機物的常見監(jiān)測技術(shù)

揮發(fā)性有機物常見監(jiān)測技術(shù)主要包括離線和在線/便攜兩種，在分析前均需要對污染物進行采樣、預濃縮和分離。相比于其他氣態(tài)污染物，揮發(fā)性有機物組分復雜、源項多、排放濃度和工況差異大，精確測定難度高[9]。

4.1 離線監(jiān)測技術(shù)

在《重點區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》提出“加快制定完善環(huán)境空氣和固定污染源揮發(fā)性有機物測定方法標準、監(jiān)測技術(shù)規(guī)范以及監(jiān)測儀器標準”的背景下，環(huán)保部自2013年起陸續(xù)頒布了多項揮發(fā)性有機物的采樣和測定方法標準，對固定污染源廢氣和環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機物的采樣和實驗室測定方法做出了詳盡的規(guī)定（表2）。

表2 揮發(fā)性有機物污染防治政策體系——方法標準

其中，氣相色譜-質(zhì)譜（GS/MS）技術(shù)是目前的主流測定法，可在較短的時間內(nèi)對多組分混合物進行定性分析，分離效果好且靈敏度高[9]，可以為排污收費、濃度達標監(jiān)管、總量減排和環(huán)境統(tǒng)計等環(huán)境管理機制的有效運行提供規(guī)范化的監(jiān)測技術(shù)和數(shù)據(jù)支撐。但氣相色譜-質(zhì)譜技術(shù)對操作溫度和條件的要求高、檢測周期長、費用高，因此排污企業(yè)和大部分省市級以下的監(jiān)測機構(gòu)不具備使用條件[8]。

4.2 在線/便攜監(jiān)測技術(shù)

科技部和環(huán)保部牽頭組織和實施的國家重大科學儀器設(shè)備開發(fā)專項分別將空氣中揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測設(shè)備和固定污染源廢氣中揮發(fā)性有機物在線和便攜監(jiān)測設(shè)備的開發(fā)作為研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化重點。

相較于離線檢測分析時間長、數(shù)據(jù)結(jié)果滯后的缺點，在線/便攜式監(jiān)測設(shè)備響應時間短、數(shù)據(jù)連續(xù)，主流方法使用氫火焰離子化檢測器（FID）或催化氧化-非分散紅外線技術(shù)（NDIR）。其中，NDIR法對非燃燒工藝固定污染源廢氣中的總揮發(fā)性有機物（TVOC）進行測定的技術(shù)已經(jīng)于2012年被國際標準化組織正式認定為國際標準ISO/FDIS 13199—2012。

為對比FID和NDIR兩種主流方法在應用中的優(yōu)缺點，本文對相關(guān)文獻[9-14]進行了調(diào)研，并參考日本環(huán)境技術(shù)協(xié)會開展“固定發(fā)生源揮發(fā)性有機化合物測定儀的調(diào)查”（表3）。該調(diào)查于2003年實施，旨在對比日本市場上銷售的連續(xù)測定型總烴測定儀對芳香烴類、乙醇類、醛類、酮類、酯類、醚類、含鹵化合物、含氮化合物、氟利昂類等揮發(fā)性有機物主要成分的響應度和靈敏度。

表3 揮發(fā)性有機物測定方法標準

雖然以FID法為主的在線監(jiān)測設(shè)備越來越多地出現(xiàn)在國內(nèi)監(jiān)測市場，但揮發(fā)性有機物防治體系中各管理機制的目標污染物不一致。例如，行業(yè)排放標準主要針對非甲烷總烴和行業(yè)特征污染物，而試行中的收費制度針對石化和包裝印刷行業(yè)的總揮發(fā)性有機物。由于揮發(fā)性有機物不同成分的最佳檢測方法不同，污染表征和監(jiān)管對象的不確定性將是在線監(jiān)測技術(shù)應用的最大阻礙之一。

另外，除石化行業(yè)的“三桶油”外，大部分揮發(fā)性有機物污染排放企業(yè)規(guī)模小、產(chǎn)值低，在當前經(jīng)濟下行的壓力下，企業(yè)缺乏安裝在線監(jiān)測設(shè)備的動力。這一方面需要環(huán)保部門出臺獎懲政策提高企業(yè)違法成本，為安裝在線監(jiān)測設(shè)備的企業(yè)提供補貼；監(jiān)測廠商也需要拓展服務模式，為污染企業(yè)提供設(shè)備租賃和第三方監(jiān)測等解決方案。

大氣污染監(jiān)測的新趨勢是將在線設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)與遠端監(jiān)控中心連接。對揮發(fā)性有機物的監(jiān)測也必將延續(xù)該思路，實現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的污染源和空氣質(zhì)量實時監(jiān)控，滿足公眾、企業(yè)和政府的多方需求。

5 結(jié)論

本文從總結(jié)歐、美、日對揮發(fā)性有機物的管控經(jīng)驗出發(fā)，首先梳理了國家層面和地方層面發(fā)布的政策法規(guī)和標準方法，并提出了中國揮發(fā)性有機物污染防治政策體系。雖然仍需完善，但該體系為管控廢氣和空氣中的揮發(fā)性有機物提供了有力的法律和政策支撐，排污收費和總量控制機制、環(huán)境風險預警和現(xiàn)場執(zhí)法對污染物監(jiān)測技術(shù)提出了明確的管理需求。

目前主流的氣相色譜-質(zhì)譜（GS/MS）技術(shù)雖然具有良好的靈敏度和相應度，但對操作溫度和條件的要求高、檢測周期長、費用高。而采用FID和NDIR的在線和便攜監(jiān)測儀器響應時間短、數(shù)據(jù)連續(xù)，是發(fā)達國家對污染源廢氣和大氣中揮發(fā)性有機物含量進行實時追蹤的主流技術(shù)，可以更好地滿足環(huán)境風險預警、應急處置和現(xiàn)場執(zhí)法等管理需求。

盡管如此，當前的污染防治體系尚未統(tǒng)一揮發(fā)性有機物的表征物，經(jīng)濟下行的壓力也使企業(yè)缺乏安裝在線監(jiān)測設(shè)備的動力，這些都給行業(yè)的發(fā)展增加了不確定性。為此，環(huán)保部門應出臺相應的獎懲政策，監(jiān)測廠商應開拓服務模式、提供更多樣化的解決方案，從供需兩側(cè)促進揮發(fā)性有機物監(jiān)測行業(yè)的發(fā)展，滿足日益明確的環(huán)境管理需求。

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China’s Pollution Prevention and Control Policy of Volatile Organic Compounds and its Management Demands for Pollutant Monitoring

CHANG Miao1*, DING Shanshan1, ZHU Yannan1, CHEN Qing1,2, WANG Shiwen3
(1. School of Environment, Tsinghua University, Beijing 100084;
2. School of Environment, Renmin University of China, Beijing 100872;
3. Institute of Quantitative & Technical Economics, China Academy of Social Science, Beijing 100732)

Having reviewed the regulations, polices and standards currently in practice, this article took into consideration the international practices and drew up the policy framework for VOCs pollution prevention and control in China. In spite of a late start, the polluter pays and pollution total control mechanisms have manifested clear demands for VOCs monitoring technologies. Whilst offline monitoring methods may have better accuracy and reactiveness, this article argued that the online and portable monitoring devices using the methods of FID and NDIR have short response time and date continuity, can realize the real-time monitoring of VOCs pollution, which might better fulfill the emerging requirement for environmental management of pollution early warning and emergency law enforcement.

volatile organic compounds; environmental management; environmental monitoring technology

X510

1674-6252（2016）06-0050-05

A

10.16868/j.cnki.1674-6252.2016.06.050

國家科技支撐計劃課題：城鎮(zhèn)重大環(huán)境事件脆弱性評估及防控應急技術(shù)研究與示范（編號：2015BAK12B02）。

*責任作者： 常杪（1971—），女，清華大學環(huán)境學院環(huán)境管理與政策教研所所長，副研究員，主要研究方向為環(huán)境管理與規(guī)劃、環(huán)境大數(shù)據(jù)、環(huán)境保護投融資、環(huán)保產(chǎn)業(yè)，E-mail： changmiao@tsinghua.edu.cn.