揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測現(xiàn)狀調(diào)查研究

雷小利 封 明

（1 銅川市環(huán)境監(jiān)測站 陜西銅川 727031 2 銅川市第一生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站 陜西銅川 727031）

引言

大氣污染防治是生態(tài)文明建設(shè)的重要組成部分。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和能源消耗的不斷增長，大氣環(huán)境形勢依然嚴(yán)峻，以細(xì)顆粒物（PM2.5）和臭氧（O3）為特征污染物的區(qū)域性大氣環(huán)境問題較為突出?！?019 中國生態(tài)環(huán)境狀況公報》[1]顯示，京津冀及周邊地區(qū)以O(shè)3和PM2.5 為首要污染物的超標(biāo)天數(shù)分別占總超標(biāo)天數(shù)的48.2%、42.9%，長三角地區(qū)為49.5%、44.3%，汾渭平原為37.6%、51.6%。揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）參與大氣環(huán)境中臭氧和二次氣溶膠的形成，導(dǎo)致大氣中PM2.5 和O3濃度升高，污染加劇。近年來，全國VOCs 排放量仍呈增長趨勢，對大氣環(huán)境影響日益突出[2]。多數(shù)VOCs 有令人不適的特殊氣味，特別是苯、甲苯及甲醛等對人體健康會造成很大的傷害。為進(jìn)一步改善環(huán)境空氣質(zhì)量，作為掌握VOCs 排放及治理情況的基礎(chǔ)工作，加強(qiáng)VOCs 監(jiān)測意義重大。

世界各國對VOCs 的定義不統(tǒng)一，基于對環(huán)境的影響，美國EPA 將VOC 定義為，除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外，任何參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物[3]；基于物理性質(zhì)，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO 4618/1-1998 和德國DIN 55649-2000對VOC 的定義是，在常溫常壓下，任何能自發(fā)揮發(fā)的有機(jī)液體和/或固體（沸點或初餾點≤250℃的有機(jī)化合物）。我國在《合成革與人造革工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》[4]（GB 21902—2008）規(guī)定，VOCs 指常壓下沸點低于250℃，或者能夠以氣態(tài)分子的形態(tài)排放到空氣中的所有有機(jī)化合物；《環(huán)境空氣臭氧前體物手工監(jiān)測技術(shù)要求》（試行）[5]中臭氧前體有機(jī)物主要指在光照條件下能與氮氧化物等發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)生成臭氧的揮發(fā)性有機(jī)物，包括烷烴、烯烴、芳香烴、炔烴等非甲烷碳?xì)浠衔锛叭⑼群跤袡C(jī)物等。

不論基于何種定義，VOCs 對環(huán)境和人體的危害均是共性的，主要表現(xiàn)在VOCs 是近地面臭氧和PM2.5 的重要前體物，是控制二次顆粒物的關(guān)鍵因子；同時VOCs 加劇溫室效應(yīng)和平流層臭氧消耗，并且部分具有“三致”毒性，直接影響人體神經(jīng)、血液等系統(tǒng)。2013 年國務(wù)院發(fā)布的《大氣污染防治行動計劃》[6]明確提出，要推進(jìn)VOCs 污染治理。我國在2017年、2019 年和2020 年接續(xù)出臺了多部VOCs 防治工作方案[7][8]。原環(huán)境保護(hù)部印發(fā)了《2018 年重點地區(qū)環(huán)境空氣揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測方案》[9]，通知中明確要求北京、天津等19 個城市自2018 年4 月起按月開展VOCs 常規(guī)監(jiān)測，并在臭氧污染最重的月份持續(xù)開展VOCs 加密監(jiān)測，這些均為加強(qiáng)VOCs 監(jiān)測管控提供了方向和遵循，更加注重VOCs 防治與環(huán)境質(zhì)量改善之間的關(guān)系，控制VOCs 側(cè)重于對PM2.5 和O3前體物等特殊污染物的控制。

1 監(jiān)測現(xiàn)狀

1.1 監(jiān)測手段及難點

目前國內(nèi)常用的監(jiān)測手段主要是手工監(jiān)測和自動監(jiān)測。手工監(jiān)測是在VOCs 監(jiān)測點位，用采樣罐或采樣管采集一定時段的環(huán)境空氣或廢氣樣品，將采集的樣品在實驗室用氣相色譜儀等分析儀器分析和處理的過程，這在某種程度上會受到采樣人員、樣品的保存和運輸條件的影響，從而較難保證樣品的穩(wěn)定性等問題。相比之下，自動監(jiān)測可以提高VOCs 監(jiān)測的時間分辨率，一定程度上避免了樣品保存運輸帶來的干擾影響，更好地幫助追蹤大氣中VOCs 物質(zhì)的大氣化學(xué)過程，為臭氧污染防控和VOCs 減排提供精準(zhǔn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)[10]。

VOCs 監(jiān)測難點主要體現(xiàn)在兩方面。一方面，其來源廣泛，覆蓋紛繁復(fù)雜的石化、化工、工業(yè)涂裝、包裝印刷、合成革、化纖、印染等重點行業(yè)，且各行業(yè)排放差異大，表現(xiàn)在單位面積排放強(qiáng)度大、無組織排放比列高、排放時間不規(guī)律、相互間易轉(zhuǎn)化，濃度變化范圍大（0.1ppb～100ppm）。另一方面，VOCs 組成復(fù)雜，物質(zhì)種類多，受產(chǎn)業(yè)特點影響，包含的VOCs 主要種類不同，據(jù)報道，某汽車工業(yè)園區(qū)VOCs 的主要種類為苯系物、醛酮酯類等含氧有機(jī)物和鹵代烴類。不同的VOCs 監(jiān)測手段不同，各類物種性質(zhì)多樣，這就要求使用色譜、質(zhì)譜、光譜等多種類型技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測。

1.2 環(huán)境空氣VOCs監(jiān)測

1.2.1 監(jiān)測情況

因投入和能力不足等因素影響，據(jù)統(tǒng)計，2020 年上半年多個城市未開展環(huán)境空氣中PAMS、醛酮類物質(zhì)、TO15、非甲烷總烴監(jiān)測。非甲烷總烴手工監(jiān)測的數(shù)據(jù)可用率不高，數(shù)據(jù)質(zhì)量亟待提高。部分城市未開展加密監(jiān)測、全項目監(jiān)測，數(shù)據(jù)審核、報送時效性不高，現(xiàn)有監(jiān)測達(dá)不到管理要求。

1.2.2 采樣方法

常見的環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物采集方法有容器收集法、有動力采樣和被動式采樣[11]，其中容器收集法適用于氣體中揮發(fā)性有機(jī)物濃度較高的情況且操作相對簡單；有動力采樣在污染氣體采集時，對吸附劑的要求相對較高；被動式采樣更適用于室內(nèi)環(huán)境的檢測。常用的吸附管采樣可以匹配不同的目標(biāo)物，常規(guī)的吸附劑選擇范圍較大，同時因采集的體積小而便于攜帶，但易受人為污染，采樣過程中與目標(biāo)化合物發(fā)生反應(yīng)造成采集損失，濃度高時可能有吸附容量穿透風(fēng)險[12]。不銹鋼罐采樣具有一次采樣可重復(fù)分析，樣品易于保存等優(yōu)點，但如果采集的是極性較高的化合物，則在儲存過程中可能會發(fā)生衰減[12]。

1.3 固定污染源廢氣VOCs監(jiān)測

污染源監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測工作的重要組成部分，隨著排污許可制度的實施，污染源監(jiān)測的內(nèi)容和重點也相應(yīng)有了新的調(diào)整。加強(qiáng)對污染源VOCs 監(jiān)測管理，有助于及時了解和掌握污染物排放情況，從而制定并調(diào)整相應(yīng)的解決措施，確保VOCs 治理的有效性，從而進(jìn)一步約束VOCs 排放總量[10]。根據(jù)查閱的相關(guān)資料，國家從管理和監(jiān)測兩個方面均做了要求。

1.3.1 管理要求

2017 年《“十三五”揮發(fā)性有機(jī)物污染防治工作方案》[2]對加強(qiáng)VOCs 污染防治工作進(jìn)行了全面部署，對石化、化工、包裝印刷、工業(yè)涂裝等重點行業(yè)實施VOCs 污染減排；2019 年《重點行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合治理方案》[7]要求石化、化工類工業(yè)園區(qū)建設(shè)監(jiān)測預(yù)警監(jiān)控體系；《2020 年揮發(fā)性有機(jī)物治理攻堅方案》[8]要求具備條件的石化、化工類工業(yè)園區(qū)，開展走航監(jiān)測、網(wǎng)格化監(jiān)測以及溯源分析等工作，對重點區(qū)域的重點行業(yè)開展VOCs 自動監(jiān)控設(shè)施建設(shè)和運行情況排查，全國12 月底前基本完成VOCs 重點排污單位自動監(jiān)控設(shè)施建設(shè)和聯(lián)網(wǎng)。目前，國家發(fā)布廢氣污染物排放（控制）標(biāo)準(zhǔn)40 余項，其中，涉VOCs 有17 項，涉VOCs 無組織排放的12 項，及VOCs 處理效率的6 項。國家發(fā)布的排污許可證申請與核發(fā)技術(shù)規(guī)范中，13 大行業(yè)的16 項具體規(guī)范要求控制監(jiān)測VOCs，10 大行業(yè)11 項具體規(guī)范規(guī)定了非甲烷總烴；排污單位自行監(jiān)測技術(shù)指南中，8 大行業(yè)的9 項具體指南提出了VOCs 的監(jiān)測要求，7 大行業(yè)8 項指南有非甲烷總烴監(jiān)測要求。同時，全國有14 個地方，頒布實施了46 項涉VOCs 的地方排放（控制）標(biāo)準(zhǔn)，主要集中在印刷、表面涂裝、家具制造、汽車制造等行業(yè)，控制指標(biāo)主要涉及非甲烷總烴、苯系物等常見污染物。

1.3.2 監(jiān)測要求

主要體現(xiàn)在從VOCs 專項監(jiān)測的啟動到對監(jiān)測工作的深化部署。2018 年環(huán)境保護(hù)部印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)固定污染源廢氣揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測工作的通知》[9]，標(biāo)志著廢氣VOCs 專項監(jiān)測啟動，從建立VOCs 排污單位名錄庫、加強(qiáng)工業(yè)園區(qū)監(jiān)測監(jiān)控、強(qiáng)化排污單位自行監(jiān)測、VOCs 監(jiān)測管理能力建設(shè)等方面全面推進(jìn)VOCs 監(jiān)測，同時制定固定污染源廢氣揮發(fā)性有機(jī)物檢查監(jiān)測要點和固定污染源廢氣揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測技術(shù)規(guī)定（試行），對固定源VOCs 的測試流程、采樣方法選擇等進(jìn)行了詳細(xì)的要求，以此指導(dǎo)地方做好對揮發(fā)性有機(jī)物重點排污單位的VOCs 專項監(jiān)測工作。2020 年生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測工作的通知》（環(huán)辦監(jiān)測函〔2020〕335 號），從督促排污單位落實自行監(jiān)測責(zé)任、加強(qiáng)重點區(qū)域VOCs監(jiān)測、加強(qiáng)監(jiān)測數(shù)據(jù)報送等方面，進(jìn)一步深化廢氣VOCs 專項監(jiān)測。同時，對監(jiān)測方法選擇，監(jiān)測項目確定、質(zhì)量保證及控制在HJ 732、HJ 734、HJ 38、HJ 397、HJ 373 等主要的國標(biāo)中都有具體規(guī)定。

2 建議

一是加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，將任務(wù)分解落實至責(zé)任部門和單位，加強(qiáng)監(jiān)督指導(dǎo)，為VOCs 監(jiān)測工作提供組織保障；通過申請大氣污染防治專項資金等方式，落實能力建設(shè)與運行經(jīng)費；同時，強(qiáng)化人員培訓(xùn)，切實提升VOCs 監(jiān)測能力，為VOCs 監(jiān)測工作提供技術(shù)保障[2]。二是加強(qiáng)VOCs 監(jiān)測質(zhì)量控制技術(shù)研究，在嚴(yán)格執(zhí)行 《環(huán)境空氣臭氧前體物有機(jī)物手工監(jiān)測技術(shù)要求（試行）》[5]等監(jiān)測質(zhì)量保證與質(zhì)量控制要求的基礎(chǔ)上，精細(xì)化實施監(jiān)測質(zhì)量控制計劃。同時，強(qiáng)化數(shù)據(jù)審核，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量，深化數(shù)據(jù)分析與評估，為生態(tài)環(huán)境主管部門提供研判依據(jù)。三是開展污染源VOCs智能化走航監(jiān)測，通過對區(qū)域開展科學(xué)、系統(tǒng)的網(wǎng)格化走航，全面、快速、精準(zhǔn)診斷VOCs 污染的整體分布情況，鎖定重點污染區(qū)域，識別優(yōu)控污染因子；還可通過區(qū)域VOCs 總量污染分布，識別重點區(qū)域以及區(qū)域內(nèi)重點企業(yè)，結(jié)合企業(yè)內(nèi)部走航，確定污染源頭，診斷重點污染企業(yè)。同時，石油煉制、石油化工等行業(yè)，嚴(yán)格規(guī)范按標(biāo)準(zhǔn)要求開展LDAR，切實對生產(chǎn)過程的物料泄漏進(jìn)行控制，強(qiáng)化無組織排放監(jiān)管。

結(jié)語

“十四五”大幕已經(jīng)拉開，深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)，就是要找準(zhǔn)環(huán)保發(fā)力點，改善空氣質(zhì)量的重點就是要夯實揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測基礎(chǔ)，多措并舉推進(jìn)揮發(fā)性有機(jī)物治理。在強(qiáng)化保障的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測質(zhì)量控制技術(shù)研究，建立全流程質(zhì)量體系，同時提升污染源揮發(fā)性有機(jī)物智能化走航監(jiān)測的創(chuàng)新與研究水平。