天津市工業源揮發性有機物排放清單及區域分布研究*

郝苗青 史 愷 張時佳 黃浩云 陳 璐 張麗娜 周 陽 張 辰

(1.天津市聯合環保工程設計有限公司， 天津 300191；2.天津市大氣污染防治重點實驗室，天津 300191； 3.天津市環境保護科學研究院，天津 300191)

天津市工業源揮發性有機物排放清單及區域分布研究*

郝苗青1,2史 愷1,2張時佳1,2黃浩云2,3陳 璐2,3張麗娜2,3周 陽2,3張 辰1,2

(1.天津市聯合環保工程設計有限公司， 天津 300191；2.天津市大氣污染防治重點實驗室，天津 300191； 3.天津市環境保護科學研究院，天津 300191)

基于典型工業企業自主申報數據，采用排放因子法，建立了天津市工業源VOCs排放清單。經計算，天津市2014年工業源VOCs排放量為16.52萬t，其中VOCs生產環節、儲運和運輸環節、以VOCs為原料的工藝過程、含VOCs產品的使用和排放環節以及其他環節的VOCs排放量分別為12.94萬、0.07萬、0.63萬、1.80萬、1.08萬t，對天津市工業源VOCs排放總量的貢獻率分別為78.33%、0.42%、3.81%、10.90%、6.54%。濱海新區工業源VOCs排放量最大，對天津市工業源VOCs排放總量的貢獻率達88.25%，其中大港、臨港經濟區和天津經濟技術開發區為濱海新區工業源VOCs排放的主要功能區。

工業源 揮發性有機物 排放清單 區域分布 天津市

天津市作為環渤海地區經濟中心，近年來經濟發展迅速，2013年天津市工業總產值達27 283.28億元，同比增長13%[1]。然而，天津市的環境空氣質量日益惡化，霧霾天氣頻發，顆粒物和臭氧污染成為困擾天津市大氣環境的主要問題[2_3]。揮發性有機物(VOCs)作為低空臭氧和二次有機氣溶膠(SOA)的重要前體物質[4_7]，對天津市環境空氣質量具有重要影響，為有效改善天津市環境空氣質量，針對VOCs污染控制的研究迫切需要開展。VOCs排放清單估算作為VOCs污染控制的基礎工作[8]，我國多個省市已對此開展相關研究，天津市也開展了部分VOCs排放清單的研究工作[9_10]，但有些研究計算數據來源于國家及天津市統計年鑒，與實際VOCs排放情況不對應[11]，有些研究則只針對天津市部分區域(如濱海新區)[12_13]，研究面不能覆蓋全市。本研究基于天津市工業企業VOCs排污申報統一平臺——天津市VOCs排放申報系統中企業自主申報的數據，利用排放因子法，較為詳細地估算了天津市2014年典型工業源VOCs的排放量，形成了空間分辨率更高的工業源VOCs排放清單，可為將來天津市開展工業源VOCs污染控制提供基礎數據。

1 研究方法

1.1 研究范圍

根據天津市產業布局，本次工業源VOCs排放清單的調查范圍包括石油煉制與石油化學、醫藥制造、橡膠制品制造、涂料與油墨生產、塑料制品制造、電子工業、汽車制造、印刷與包裝印刷、家具制造、表面涂裝、黑色金屬冶煉等重點產業，共涉及六十多個子行業，215家企業，2014年總產值約8 591億元。調查企業均為天津市重點工業企業，同時也是天津市VOCs排放的典型企業。

1.2 估算方法

VOCs排放量估算采用排放因子法，估算公式如下：

Ei=Pi×EFi

(1)

式中：Ei為排放源i的VOCs排放量，萬t；Pi為排放源i的活動水平，單位根據排放源具體類別確定；EFi為排放源i的排放因子，單位根據排放源具體類別確定。

在VOCs排放量估算方面，美國、歐盟等開展了大量研究，建立了自己的排放因子數據庫。本研究結合我國自身情況，選擇性吸收了國外排放因子的研究成果，參考環境保護部污染防治司發布的VOCs排放清單研究和治理技術等相關資料，對天津市工業源VOCs的排放因子進行核算。

1.3 數據來源

本研究中工業源VOCs的活動水平數據來源于企業自主申報數據，申報內容包括企業基本信息、有機原輔材料、產品信息、工序、生產線、生產車間、存儲設施、無組織排放、廢氣治理設施等信息。申報數據經過企業直屬主管環保部門到市級環保部門的層層審核，確保其真實性和完善性。

1.4 工業源VOCs排放環節劃分

[14]，根據VOCs的排放特征，將天津市工業源VOCs劃分為5個排放環節，分別為VOCs生產環節、儲運和運輸環節、以VOCs為原料的工藝過程、含VOCs產品的使用和排放環節及其他環節。對5個排放環節中涉及的相關行業進行分類統計，分別估算各行業的VOCs排放量。

1.5 區域分布研究

隨著天津市工業布局的改變，天津市6個主城區(和平區、南開區、河東區、河西區、河北區、紅橋區)以第三產業為主，薊縣主要以旅游業為主，因此本研究中工業源VOCs排放量估算主要選取天津市工業企業較多的區縣，未考慮天津市內6個主城區及薊縣。為更加清晰地了解天津市工業源VOCs的排放情況，對天津市制造業研發轉化基地——濱海新區中各功能區的工業源VOCs排放情況進行細化研究。

2 結果與討論

2.1 天津市工業源VOCs排放量

表1為2014年天津市工業源VOCs排放清單。由表1可見，2014年天津市工業源VOCs排放總量達16.52萬t，其中VOCs生產環節的VOCs排放量最大，為12.94萬t，對工業源VOCs排放總量的貢獻率為78.33%。這與天津市為全國重要石化基地的定位一致。天津市作為全國先進制造研發基地，含VOCs產品的使用和排放環節的VOCs排放量為1.80萬t，僅次于VOCs生產環節，對工業源VOCs排放總量的貢獻率為10.90%。其他環節的VOCs排放量為1.08萬t，對工業源VOCs排放總量的貢獻率為6.54%。以VOCs為原料的工藝過程以及儲存和運輸環節的VOCs排放量相對較少，分別為0.63萬、0.07萬t。

表1 2014年天津市工業源VOCs排放清單

2.2 不同環節的VOCs排放情況

對不同環節的VOCs排放情況進行分析，結果分別見表2至表5，由于儲存和運輸環節只包含與VOCs相關的倉儲行業，即該行業對儲存和運輸環節的VOCs排放量的貢獻率為100.00%，以下不單獨列出。

表2 VOCs生產環節中各行業的VOCs排放貢獻率

由表2可見，VOCs生產環節中，VOCs排放量最大的行業為原油加工及石油制品制造行業，VOCs排放貢獻率為54.51%，該行業的VOCs排放主要來自裝置泄漏、儲罐、裝卸、廢除處理系統等過程。有機化學原料制造行業由于企業數目較多，也是重要的VOCs排放源，VOCs排放貢獻率為40.03%。由表3可見，在以VOCs為原料的工藝過程中，主要的VOCs排放行業為涂料制造、肥皂及合成洗滌劑制造、化學藥品原料藥制造、初級形態塑料及合成樹脂制造行業，VOCs排放貢獻率分別為21.66%、19.33%、18.86%、17.31%。由表4可見，含VOCs產品的使用和排放環節中，由于天津市有多家大型汽車生產企業，汽車整車制造行業是該環節中VOCs排放最大的貢獻者，VOCs排放貢獻率為48.93%，其次為汽車零部件及配件制造、其他未列明產品制造及木質家具制造行業，VOCs排放貢獻率分別為14.86%、11.84%、9.37%。由表5可見，其他環節中涉及的行業為一些屬于典型VOCs產生行業但未列入上述4個環節的行業，VOCs排放主要來源于鋼壓延加工、化學試劑和助劑制造、建筑及家具用金屬配件制造、集裝箱制造行業，VOCs排放貢獻率分別為30.66%、17.18%、15.84%、10.01%。

表3 以VOCs為原料的工藝過程中各行業的 VOCs排放貢獻率

表4 含VOCs產品的使用和排放環節中各行業的 VOCs排放貢獻率

表5 其他環節中各行業的VOCs排放貢獻率

2.3 天津市工業源VOCs的地域分布

表6為2014年天津市各區縣的經濟及工業源VOCs排放情況。由表6可見，2014年，濱海新區和東麗區對工業源VOCs排放總量的貢獻最大，尤其是濱海新區，作為高水平的現代制造業和研發轉化基地，區域內工業企業眾多，占調查企業數量50%以上，其工業總產值占本次調查企業的80%以上，VOCs排放量對天津市工業源VOCs排放總量的貢獻率達88.25%。

表6 2014年天津市各區縣經濟及工業源VOCs排放情況

表7 天津市各區縣不同環節的VOCs排放比例1)

注：1)VOCs排放比例為質量分數。

表7為天津市各區縣在不同環節中的VOCs排放比例。由表7可見，東麗區主要的VOCs排放環節為其他環節，占東麗區工業源VOCs排放量的72.02%，遠高于以VOCs為原料的工藝過程和含VOCs產品的使用和排放環節。北辰區、津南區、武清區由于家具制造、包裝印刷、設備制造等企業較多，均以含VOCs產品的使用和排放環節為主要的VOCs排放環節，該環節的VOCs排放比例分別為92.68%、87.28%、61.42%。寶坻區工業源VOCs排放主要來自含VOCs產品的使用和排放環節及其他環節，VOCs排放比例分別為59.17%、40.83%。對于西青區，VOCs生產環節、含VOCs產品的使用和排放環節及其他環節的VOCs排放量總體差別不大，以VOCs為原料的工藝過程的VOCs排放比例為29.93%，稍高于以上3個環節。濱海新區作為天津市的重點工業基地，其主要的VOCs排放環節為VOCs生產環節，占濱海新區工業源VOCs排放總量的87.70%，其次為含VOCs產品的使用和排放環節，VOCs排放比例為6.34%。

2.4 天津市濱海新區各功能區工業源VOCs排放量分布

由表8可見，大港功能區企業數量雖然相對不多，但該功能區集聚了天津市3大石油煉化、石油化工企業，調查企業工業總產值占整個濱海新區調查企業總產值的13.07%，其VOCs排放比例占濱海新區工業源VOCs排放總量的78.84%，是濱海新區最主要的工業源VOCs排放來源。臨港經濟區中也存在部分石油煉化和大型的化工企業，其VOCs排放比例占濱海新區工業源VOCs排放總量的9.96%，位列第2名。天津經濟技術開發區為中國首批國家級開發區之一，為天津市濱海新區的重要組成部分，集聚了大批國內外先進企業，本次調查企業數量和工業產值均居濱海新區各功能區之首，但其VOCs排放比例僅占濱海新區工業源VOCs排放總量的8.05%。其他功能區的VOCs排放比例相對較小。各功能區中不同環節的VOCs排放比例見表9。從表9可以看出，大港、漢沽、臨港經濟區中均以石油煉化和化工企業為主，因此3個功能區的VOCs排放均主要來自VOCs生產環節，VOCs排放比例分別為99.37%、83.29%、82.07%。同時，臨港經濟區由于涉及油品類的倉儲企業較多，其儲存和運輸環節的VOCs排放比例為4.63%。天津經濟技術開發區內集中了天津市大型的汽車整車制造、木質家具制造、汽車零部件及配件制造等行業，其含VOCs產品的使用和排放環節的VOCs排放比例最高，為68.18%，是該功能區將來進行工業源VOCs治理的主要行業。天津港保稅區、塘沽和高新技術產業開發區的工業源VOCs排放量較少，且均主要來自于其他環節。

表8 2014年濱海新區主要功能區的經濟及工業源 VOCs排放情況

2.5 不確定分析

在天津市典型工業源VOCs排放清單建立過程中，其不確定性主要來自于排放因子的確定和活動水平數據的收集。排放因子方面，本研究中采用的排放因子為我國“十二五”期間發布的排放因子，且主要借鑒國外的研究成果，與目前國內的排放水平存在一定的差異。其次，本研究中的活動水平主要來自于企業自主申報，在一定程度上存在人為因素的影響。以上兩種原因為清單的建立引入了較大的不確定性。

表9 濱海新區各功能區中不同環節的VOCs排放比例

3 結 論

(1) 通過企業自主申報資料，建立了天津市重點區縣工業源VOCs排放清單，得出2014年天津市工業源VOCs的排放量為16.52萬t。

(2) VOCs生產環節為天津市工業源VOCs的主要排放環節，VOCs排放貢獻率達78.33%，其次為含VOCs產品的使用和排放環節，VOCs排放貢獻率為10.90%，其他環節、以VOCs為原料的工藝過程、儲存和運輸環節的VOCs排放貢獻率依次降低，分別為6.54%、3.81%和0.42%。

(3) 天津市工業源VOCs排放量最多的區域為濱海新區，占天津市工業源VOCs排放總量的88.25%，其中大港、臨港經濟區、天津經濟技術開發區的工業源VOCs排放量最大，分別占濱海新區工業源VOCs排放總量的78.84%、9.96%、8.05%。

研究組患者在接受治療后的空腹血糖水平以及餐后2 h血糖水平均優于對照組，兩組數據互比差異有統計學意義（P＜0.05）。 見表 1。

(4) VOCs生產環節以及含VOCs產品的使用和排放環節是天津市工業源VOCs的主要來源，也是天津市將來應著重控制的VOCs排放環節。

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InventoryandregionaldistributionoftheVOCsemissionsfromthetypicalindustrialsourcesinTianjin

HAOMiaoqing1,2,SHIKai1,2,ZHANGShijia1,2,HUANGHaoyun2,3,CHENLu2,3,ZHANGLina2,3,ZHOUYang2,3,ZHANGChen1,2.

(1.TianjinUnitedEnvironmentalEngineeringDesignCo.,Ltd.,Tianjin300191;2.TianjinKeyLaboratoryofAirPollutionandControl,Tianjin300191;3.TianjinAcademyofEnvironmentalSciences,Tianjin300191)

Base on the reporting data from typical VOCs emission plants,the emission factor method was employed to compile the VOCs emissions inventory of typical industrial sources in different function areas in Tianjin. Typical industrial VOCs emission of Tianjin was 165.2 thousand tons in 2014,including 129.4 thousand tons from the process of VOCs production,0.7 thousand tons from the storage and transport process,6.3 thousand tons from the industrial processes using VOCs as raw materials,18.0 thousand tons from VOCs_containing products and 10.8 thousand tons from other emission process，the contribution of above process to Tianjin typical industrial VOCs emission was 78.33%,0.42%,3.81%,10.90% and 6.54% respectively. Among the different districts in Tianjin,Binhai New District contribute the most part of Tianjin industrial VOCs emission with the contribution rate of 88.25%. Furthermore,Dagang area,Harbor economic area and Tianjin economic_technological development area were the main func_tional areas of industrial VOCs emission in Binhai New District.

industrial sources; VOCs; emissions inventory; regional distribution; Tianjin

10.15985/j.cnki.1001_3865.2017.01.007

2016_04_20)

郝苗青，女，1989年生，碩士，工程師，主要從事大氣污染防治研究。

*國家科技支撐計劃項目(No.2014BAC23B04_04);天津市自然科學基金重點資助項目(No.13JCZDJC36100)。