VOCs排放時空特征及VOCs污染防治對策研究

王慶九 謝放尖 李潔 楊峰

摘 要：VOCs已成為影響中國大氣區(qū)域性復(fù)合型污染的重要前體物和參與物。南京市作為長三角地區(qū)重要的經(jīng)濟發(fā)達城市之一，同時也是全國重要的工業(yè)基地，煉油及化工產(chǎn)業(yè)發(fā)達，VOCs排放較為集中，空氣質(zhì)量不容樂觀。對VOCs污染防治成為南京市改善空氣質(zhì)量的重要工作之一。本文從研究南京VOCs排放的時空特征出發(fā)，提出南京市防治VOCs的對策與措施。

關(guān)鍵詞：VOCs 時空特征 污染防治 對策

中圖分類號：X32 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）12（b）-0098-02

揮發(fā)性有機化合物（Volatile Organic Compounds，以下簡稱VOCs）在光照下能與氮氧化物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，形成光化學(xué)煙霧，影響大氣能見度、危害人和動物的健康[1]。一些研究表明[2]，VOCs已成為影響中國大氣區(qū)域性復(fù)合型污染的重要前體物和參與物。南京市是全國重要的工業(yè)基地，煉油及化工產(chǎn)業(yè)發(fā)達，VOCs排放較為集中，空氣質(zhì)量不容樂觀。對VOCs污染防治成為南京市改善空氣質(zhì)量的重要工作之一。本文從研究南京VOCs排放的時空特征出發(fā)，提出南京防治VOCs的對策與措施。

1 VOCs的排放時空特征

1.1 排放源的時間特征分析

1.1.1 排放源月變化特征

各行業(yè)不同月份的變化規(guī)律如圖1所示?？梢钥闯鼋斩捖短烊紵伦兓卣髯顬槊黠@，這主要是由于秸稈露天燃燒最主要出現(xiàn)在農(nóng)作物收獲季節(jié)。相對而言電力、工業(yè)鍋爐以及工藝過程源排放的月變化波動較小，但是依然有多數(shù)工業(yè)企業(yè)在1～2月有排放減弱的趨勢，主要是因為春節(jié)期間各工業(yè)的生產(chǎn)活動強度相對其它月份明顯偏弱。

1.1.2 道路移動源24h變化特征

南京市不同車型機動車VOCs排放24h變化具體表現(xiàn)為早晚上下班時段是交通流量和污染物排放量的高峰，車流量及污染物排放量明顯高于一天中的其他時段；23點至次日6點間是一天中的低谷，車輛活動較少。

1.2 主要排放源空間特征分析

1.2.1 主要排放源的空間特征

（1）化石燃料固定燃燒源。

南京化石燃料固定源排放高值主要位于浦口區(qū)與仙林區(qū)等，高值區(qū)與電廠位置一致，這主要是由于單個電廠的VOCs排放量顯著大于一般工業(yè)鍋爐。

（2）工藝過程源。

南京市工藝過程源VOCs排放主要沿長江分布，集中于江寧區(qū)、棲霞區(qū)和南京市化工園區(qū)，其中排放量高值區(qū)在化工園區(qū)。

（3）道路移動源。

南京市道路移動源和路網(wǎng)分布基本一致，其中，排放主要集中在市區(qū)，這主要是由于市區(qū)路網(wǎng)密集，車流量大。

（4）溶劑使用源。

溶劑使用源排放主要集中在市區(qū)等人口集中區(qū)域。

1.2.2 南京VOCs排放空間分布

通過綜合揮發(fā)性有機物各類排放源的空間分布，獲得南京市2014年揮發(fā)性有機物排放的空間分布特征，南京市VOCs高值排放主要集中于化工園區(qū)和棲霞區(qū)，主要是由于上述兩區(qū)域有較多化工企業(yè)分布且VOCs排放相對集中于少數(shù)大型化工企業(yè)。

2 VOCs污染防治對策

根據(jù)南京市揮發(fā)性有機物排放特征以及臭氧生成潛勢分析，VOCs污染防治應(yīng)以石化、表面涂裝、包裝印刷等行業(yè)及化工園（集中）區(qū)VOCs排放企業(yè)為重點整治對象。通過逐步完善全市VOCs排放企業(yè)環(huán)境監(jiān)管體系，建立健全重點行業(yè)及化工園區(qū)企業(yè)VOCs污染治理檔案及監(jiān)管制度，基本建成化工園區(qū)VOCs監(jiān)控預(yù)警和應(yīng)急體系，以全面推進全市VOCs污染防治工作。針對各類污染源的生產(chǎn)工序和特點，VOCs污染防治建議如下。

2.1 加強石化企業(yè)VOCs排放控制

加強石化生產(chǎn)過程、原料油和有機溶劑輸配及儲存過程的全過程控制。對工藝單元排放的尾氣進行回收利用，不能回收利用的應(yīng)采用焚燒或其他有效方式處理。針對儲存和運輸過程，建議對儲存和接卸設(shè)備嚴格要求，包括采用密封性好的儲罐，如帶特殊密封裝置的浮頂罐、固定罐或其他等效措施，對儲罐排氣進行回收處理，建立油氣回收系統(tǒng)等。加強石化企業(yè)廠界等VOCs在線監(jiān)測并與環(huán)保部門聯(lián)網(wǎng)。

2.2 積極推進表面涂裝業(yè)VOCs排放控制

針對表面涂裝提出具體排放限制要求及控制措施建議，積極推進汽車制造、船舶制造、集裝箱、電子元器件、電子設(shè)備、電線電纜、家具制造等行業(yè)表面涂裝工藝VOCs污染控制；逐步提高水性等低VOCs含量涂料的使用比例，優(yōu)化噴漆工藝與設(shè)備；配備VOCs廢氣收集系統(tǒng)，安裝高效處理設(shè)施并做好設(shè)施的維護保養(yǎng)，確保凈化設(shè)施正常運行。

2.3 加強包裝印刷VOCs排放控制

建議通過調(diào)整原料配方或采取環(huán)保產(chǎn)品替代降低VOCs排放，如降低潤版液醇類含量；采用替代物或無醇潤版液；控制清洗劑VOCs含量等。同時，通過改進工藝技術(shù)推進水性柔性版印刷、無水膠印、數(shù)字印刷等清潔生產(chǎn)技術(shù)設(shè)備以及采用密封的儲存溶劑設(shè)備、溶劑管道輸送系統(tǒng)、自動油墨傳送系統(tǒng)、潤版液循環(huán)凈化系統(tǒng)和自動清洗系統(tǒng)以提高設(shè)備部件的自動化和密封程度，從而降低VOCs的逸散。

2.4 加強化工企業(yè)及化工園區(qū)VOCs排放控制

建議通過提出VOCs重點整治企業(yè)名錄及年度整治計劃和實施方案，以推進企業(yè)提高工藝和裝備水平，完善企業(yè)物料儲存與裝卸、生產(chǎn)過程、廢液廢渣逸散及生產(chǎn)設(shè)備密封點泄漏等環(huán)節(jié)VOCs收集及處理，推廣設(shè)備和管閥件泄漏檢測維修程序（LDAR）技術(shù)，確保VOCs排放達到國家及地方相關(guān)標準和規(guī)定要求，建立企業(yè)VOCs處理裝置監(jiān)控方案及污染治理績效檔案，化工園區(qū)基本建成VOCs監(jiān)控預(yù)警和應(yīng)急體系。

3 結(jié)語

在下一階段中可以對揮發(fā)性有機物現(xiàn)狀調(diào)研的部分工作進行進一步細化或深入研究，如拓寬污染源的調(diào)查范圍；增加點源調(diào)查范圍，獲取更詳細、更全面的點源信息，開展專項調(diào)研獲取面源數(shù)據(jù)；提高VOCs清單估算的準確性和空間分布的精度；建立VOCs排放清單逐年維護更新制度。

參考文獻

[1] Geng F，Tie X，Xu J，et al.Characterizations of ozone， NOx，and VOCs measured in Shanghai， China[J].Atmospheric environment，2008，42（29）： 6873-6883.

[2] Toro MV.Cremades L，Calbo J.Relationship between VOC and NOx emissions and chemical production of tropospheric ozone in the Aburra Valley[J].Chemosphere，2006，65（5）：881-888.

[3] 邵敏，付琳琳，劉瑩，等.北京市大氣揮發(fā)性有機物的關(guān)鍵活性組分及其來源[J].中國科學(xué)，2005（Z1）：123-130.