论大气挥发性有机物(VOCs)控制问题和其对策的研究及监测技术的新发展

(整期优先)网络出版时间:2018-01-11
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论大气挥发性有机物(VOCs)控制问题和其对策的研究及监测技术的新发展

何治文

深圳市高迪科技有限公司清远分公司520000

摘要:挥发性有机物(VOCs)是复合型大气污染的重要前体物,控制VOCs排放是减少灰霾和光化学烟雾的有效措施。但一直以来,中国对VOCs的管控略显不足,还存在监测未常态化、监测方法不系统、排放源成分谱研究不足、法规滞后、排放标准不健全和管理模式需更新升级等突出问题。

关键词:VOCs;监测技术;监管对策;发展

前言:大气挥发性有机物(VolatileOrganicCompounds,VOCs)是空气中普遍存在且组成复杂的一类有机污染物的统称,严重威胁人民群众身体健康。VOCs在以臭氧、细颗粒物和酸雨为特征的区域性复合型大气污染中扮演重要角色,是制约社会经济可持续发展的瓶颈之一。VOCs污染已然成为困扰我国环保的新问题,日益受到研究与关注。

1中国VOCs管控存在的基本问题

1.1监测未常态化,控制VOCs排放的前提,首先是要对VOCs排放量

进行有效监测。“国十条”明确要求“建立环渤海包括京津冀、长三角和珠三角等区域联防联控机制”。然而,目前VOCs尚未纳入我国常规监测项目,已有的VOCs监测站点的设置主要以行政区划为单元,且集中在中东部地区,不利于掌握区域VOCs污染扩散的特征和主要污染源的排放情况。目前,除京津冀、长三角和珠三角地区研究较为深入以外,我国对其它地区VOCs污染状况的监测甚少。

1.2监测方法不系统,准确的VOCs监测结果对于深入了解VOCs浓度水平、时空分布和化学反应机理,制定和评估各项减排措施实施效果至关重要。然而,目前我VOCs监测分析结果的可靠性面临两方面的挑战:(1)在开展VOCs监测工作中,采用的方法多样化,目标化合物也不一致;目前已有的VOCs分类的标准方法为SUMMA罐和吸附管采样,分析方法的目标化合物种类十分有限,难以反映监测区域VOCs的污染特征和状况;(2)基于国内监测方法的薄弱现状,相关标准方法往往不同程度地照搬国外标准方法,而国外VOCs污染水平及监测目标等方面的差异决定了国外标准方法在国内应用的局限性。

详见表1。

在我国,虽然部分地区和科研组织已开展监测环境空气VOCs工作,但截至目前仍然没有一套标准方法,仅有测定苯系物、苯并[a]芘、醛酮类化合物、卤代烃、二恶英、多环芳烃等VOCs组分的推荐标准方法,具体有气相色谱法、气相色谱一质谱联用法和高效液相色谱法三种方法。监测的目标化合物种类难以反映全面监测区域VOCs的实际污染特征和状况。我国固定源废气中VOCs的监测方法体系除适用性受限的非甲烷总烃指标外,其余的诸如丙烯醛、甲醇、氯乙烯等单项指标。方法体系缺乏综合类指标,限制了VOCs总量核算的科学准确性,不利于VOCs污染水平的评估。

1.3排放源成分谱研究不足,VOCs排放源成分谱是识别VOCs排放源特征的基本信息,对评估VOCs对SOA和O3生成贡献非常重要。陆思华、乔月珍等人开展了机动车尾气台架试验,获得不同车型在不同行驶条件下尾气排放的源成分谱。付琳琳、王伯光等通过对广州珠江隧道人为源非甲烷碳氢化合物研究,获得了当地隧道的源成分谱。在数十家溶剂使用和喷涂企业的车间内和废气收集烟囱采集样品,建立了溶剂使用的源成分谱。王伯光、马英歌等测试了聚氨酯合成厂和印刷电路板厂的源成分谱。可见,我国目前开展VOCs成分谱的研究行业有机动车、涂料生产、制药行业、溶剂使用、工业过程、生物质燃烧和煤炭燃烧等行业,石油化工的成分谱研究鲜有报道。现有研究存在源类有限、成分谱代表性不足、分析量少等不足。

1.4VOCs法规的滞后,《中华人民共和国大气污染防治法》是大气环境管理的基本依据,但未明确VOCs的控制要求,仅有诸如有机烃类尾气、恶臭气体、有毒有害气体、油烟等类似概念,已经不能满足VOCs污染防治的需要。部分地方政府在执行国家环境法律法规的同时,也颁布实施了高效和特色的地方VOCs防治法律条文,但仅限于突发性事件,缺少环境准入、风险评估等方面的专项具体要求。近年来,

为解决日益严重的灰霾和光化学烟雾等区域性大气污染问题,减少对公众健康的影响,我国制定了相关规划和指导意见,但这些文件不属于严格意义上的法律法规,各项目标和环境标准的实施,需要法律法规加以保障,等待明确VOCs污染防治的相关规定。

1.5管理模式需更新升级,现阶段我国VOCs控制处于起步阶段,在管理模式、管理思路等方面尚存在不足。VOCs以无组织排放为主,排放行业及排放环节众多,成分复杂,而我国以政府为主导的传统管理思路是规定有组织排放的污染物最大排放浓度和小时最大排放速率、无组织排放的污染物厂界浓度,已经不能满足以无组织排放为主的VOCs排放控制管理的要求。依据外部性内部化和府际关系理论,政府在VOCs管控中承担主体责任,但是我国VOCs管理职责分散地设在环保局的不同部门,上级环保部门仅对下级环保部门提供必要的业务指导,区县环保部门承担了大部分管理工作。这种权责划分,造成部门之间或互相推诿责任或争夺管辖权等情况。总之,我国急需突破当前VOCs管理模式的制约。

2未来中国VOCs管控的建议

基于上述对我国VOCs管控问题的综合论述,结合我国VOCs管理需求和管理目标,对未来我国VOCs管控提出如下建议:

2.1推进VOCs环境监测常态化托《重点区域大气污染防治“十二五”规划》确定的规划范围(面积约132.56万平方公里,占国土面积的13.81%)构建VOCs监测网络,推广并规范VOCs环境监测,追踪我国VOCs污染状况。构建主要工业源和无组织源等排放源的排放监测技术,完善、优化国家和地区VOCs监测点位,使监测结果能科学反映全国VOCs排放和变化情况。

2.2制定和完善VOCs监测方法,在VOCs监测过程中研究建立适合我国VOCs污染特征及监测目标的监测系列方法体系;追踪世界先进的VOCs监测分析方法,建立并完善新型VOCs的监测分析方法;补充实施现行VOCs监测方法中仍缺少的监测分析方法标准,修订更新部分落后的、不能满足我国实际的VOCs管理需求和管理目标的现行VOCs监测分析方法标准;基于不同地区VOCs污染特征和管理目标的不同,建议开展监测的地区结合自身客观实际,因地制宜地选择监测的可行技术和最佳监测方案,有经济和技术条件的地区,可采用不同监测技术相结合的监测方案,以获得全面的VOCs污染特征信息。

2.3构建本地化的VOCs源谱数据库,从采样流程、样品预处理、测试目标物、数据后处理、不确定性等方面对我国VOCs源成分谱的测试方法进行统一规范化。开展重点工业行业如石化、有机化工、电子设备制造、合成材料等的源谱测量,对不同产品、不同工艺过程产生的VOCs进行动态测试和调查,识别源谱特征的变化趋势。了解各源谱的关键影响因子,抓住排放源的主要特征,获取具有代表性的源谱。

整理测试数据,构建具有中国特色的源谱数据平台。

2.4建立健全VOCs法规,尽快整合、落实《大气污染防治法》在网上征求的建设性思考和建议。增加以下内容:一是规范VOCs环境信息公开、公众参与和非组织参与监督等专节内容,明确地方政府在其辖区VOCs达标管理中的责任和义务;二是把对灰霾和光化学烟雾污染具有重要贡献的PM2.5和O3作为大气污染防治的核心内容,加强NOx、VOCs等形成SOA和O3的重要前体物的排放控制和惩罚力度;三是加强VOCs污染联防联控联治,推动工业点源、移动源、面源及产品类污染源的减排设施建设;四是强化重污染的应对工作,控制或减少甚至是消除灰霾和光化学烟雾污染条件下的风险和危害。

2.5建立健全VOCs排放标准,基于环境控制技术和环境目标,进一步完善VOCs污染控制标准。一是针对石油、有机化工、涂装作业、印刷行业、溶剂利用、储存和运输等重点VOCs排放行业,制订有针对性的行业VOCs排放标准和行业工艺设备的VOCs排放标准;二是针对行业的VOCs排放方式、排放强度及排放时段,制定符合行业监管需要的排放标准,对具有“三致”作用的VOCs要进行分类分级控制,按照危险化学品实行登记制度,强化此类VOCs逸散泄漏情况的预防控制措施;三是对炼焦化工业、饮食业、储油库、油罐车、加油站、合成革与人造革和橡胶制品等行业已有的排放标准进行实时修订;四是鼓励地方环保部门以据国家层面的排放标准为基准,制定更加严格的VOCs排放标准,也可以依法合理选择使用项目技术引进地的排放标准。

3VOCs的发展趋势

3.1发展高灵敏度、操作简便、经济实用且维护较为简单的分析仪器,是推广VOCs监测技术的主要研究方向。

3.2继续探索更新的采样方法及分析技术;推广和发展VOCs的在线连续自动分析也是今后的一个发展方向。

3.3由于我国的VOCs的检测分析开展较晚及投入不足,因此与国外相比,目前还存在一定的差距,主要表现在监测项目较少,许多VOCS的监测缺乏先进的分析方法,而只能采用国外的方法和技术;控制标准也很少,远不能满足环境保护的需求,所以应尽快建立相关的成套监测技术,并制定相关标准。

结束语:我国大气VOCs管控还存在诸多问题,突出体现在:监测未常态化、监测方法不系统、排放源成分谱研究不足、法规滞后、排放标准不健全和管理模式需更新升级。基于对问题的剖析,未来应从以下方面加强我国VOCs的管控,推进VOCs环境监测常态化、制定和完善VOCs监测方法、构建本地化的VOCs源谱数据库、建立健全VOCs法律法规、建立健全VOCs排放标准、革新以政府为主导的管理模式。

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