劉 亮
(烏魯木齊市污染控制中心 新疆烏魯木齊 830000)
隨著《大氣污染防治行動計劃》的完美收官,各考核城市都完成了各自PM10的考核任務。近幾年來,各地下大力氣強抓大氣污染治理,通過調整優化產業結構布局、淘汰落后產能、加快能源結構調整、增加清潔能源供應等措施、大幅削減了污染物的排放,并且工業企業的脫硫、脫硝技術愈發成熟,我市二氧化硫、二氧化氮的排放濃度以達到國家標準,PM10的濃度也逐年下降,臭氧的濃度卻呈現逐年上升趨勢。“十三五”期間國家對各省市的空氣質量也轉變了考核方式,側重于PM2.5和優良天數達標比例的考核,作為形成臭氧污染的前體物,VOCs的治理顯得愈發急迫。
隨著經濟快速發展,我國工業化、城鎮化進程加快,大氣污染成為難以避免的嚴重問題。近年來,我國空氣質量改善緩慢,大氣污染物的排放總量長年居高。按污染物分類來看,四類主要污染物年均濃度基本呈現逐年下降趨勢,達標城市比例有所提高,但北方城市及京津冀冬季大氣污染依然嚴重。目前的大氣污染程度仍然與理想的空氣環境有一定距離,總體大氣污染形勢嚴峻,部分城市大氣污染超標嚴重,區域復合型大氣污染日益突出,重污染天氣頻發、臭氧污染嚴重。
VOCs的排放源及其污染物排放量的研究是控制大氣中VOCs的根本,而VOCs氣體的來源很廣泛。典型的VOCs排放源可分為人為排放源(包括固定源與移動源及面源)和自然排放源兩類,其中以人為排放源為主,多半為石油化工相關產業的生產過程、產品消費行為以及機動車尾氣造成。VOCs主要來源于(1)石油化工廠排出的工藝尾氣,如石油煉制工藝,石油化工氧化工藝,石油化工儲罐生產工藝。(2)石油、煤炭、天然氣等的開采和儲運過程中可有大量VOCs氣體產生。(3)機動車排放的尾氣中含有的未完全燃燒的烴類物質。(4)室內裝飾、汽車噴涂、制藥等行業溶劑使用過程揮發的有機物質。(5)日常生活中使用的化妝品,有機農藥、塑料制品、各種洗滌劑的加工和使用過程中產生的揮發性有機物質。
VOCs多半具有光化學反應性,在紫外線照射下,VOCs會與大氣中的NOx發生化學反應,形成二次污染物(如:臭氧)或強化學活性的中間產物(如:自由基),從而增加臭氧及PM2.5的地表濃度,污染空氣質量,且VOCs和氮氧化物等在紫外光照的作用下,發生一系列光化學反應,生成臭氧、二次氣溶膠等污染物,引起對流層臭氧和氣溶膠增加。對流層臭氧也是一種具有溫室效應的氣體,可引起氣候變暖。
根據我國VOCs污染防治走在前列的先進省市上海市、江蘇省、廣東省VOCs污染防治的歷程及經驗。上海市:上海市是我國最早開展VOCs治理的城市,2007年第一次污染源普查時,就將VOCs納入普查因子,再次基礎上建立全市VOCs排放清單。2014年篩選全市排放量較大的150家重點企業,要求制定一廠一方案,并落實末端治理工程。2011年選擇上海石化、高橋石化、華誼、賽科等重點企業進行VOCs治理、開展LDAR試點。2015年要求排放量較大的2000家企業實施VOCs減排,并給予財政補貼支持,引逼結合促減排。上海市將VOCs防治要求寫入《上海市清潔空氣行動計劃(2013-2017)》、《上海市大氣污染防治條例》等地方法規,同時為支撐管理要求及現場執法,在國家行業VOCs排放標準都不完善的情況下,借鑒國外管理標準,依據本地實際先后制定并發布各類VOCs減排技術指引及規范10余項,有力推動了主要固定污染源的VOCs減排工作。江蘇省:重點對55個工業園區就重點行業加強VOCs的治理及監管,從2010年起,針對VOCs污染排放的變化及治理進展情況,每年制定相應的管理政策,陸續開展各個重點行業的VOCs治理。加強對基層的技術指導培訓,每年針對年度重點工作,就VOCs治理技術、政策、標準開展培訓,舉辦省、市工作園區不同層級VOCs治理技術交流,開展專題技術推介,開展省級重點建設治理技術示范工程篩選。提升VOCs環境監管能力,根據化工園區自身特點和特征因子建成了大氣自動監測站、電子鼻預警系統、大氣流動監測車和大氣污染預警網絡系統等大氣污染監控預警系統,并納入園區管理系統,提升環境監管能力,通過經濟激勵等政策,引導企業安裝在線監控設備,化工園區建立泄露修復平臺,提升無組織廢氣管理能力。廣東省:針對VOCs源類型多、分布廣、情況負責的特點,從管理入手,發布《LDAR項目評估技術規范實施技術要求》等地方管理規范,同時這也是國內首個LDAR實施情況評估規范,同時狠抓標準建設,制定重點行業VOCs排放標準,印刷、家具、制鞋及汽車制造四項標準為國內首批VOCs地方標準。借粵港清潔生產伙伴計劃,舉區域合作治理,持續深化重點地區、行業、企業的治理內容和要求。建立LDAR管理平臺,推進LDAR技術在全省煉化石油行業全面應用。
VOCs的種類繁多、物理和化學性質差異大,常見的化合物就有100多種,排放的行業眾多,主要行業就有幾十個,且在大多數情況下,污染物是以混合物的形勢排放,排放點源多而分散,無組織排放情況嚴重,難以集中進行收集,因此VOCs治理是一個很復雜的過程。目前常用的VOCs治理技術主要是吸附技術、熱力焚燒技術(RTO/TO)、催化燃燒技術(RCO/CO)及生物凈化技術四種,蓄熱式燃燒技術(RTO/TO)近年來得到廣泛的應用,應用范圍廣,凈化效率高,能夠穩定達標排放,但當廢氣濃度過低時,無法保證廢氣自然以產生維持熱氧化溫度,需要使用助燃氣體,增加處理成本,且只適用于連續穩定產生含VOCs廢氣的治理,存在技術局限性,在大多數情況下,采用單一技術往往難以達到治理要求,且不經濟。如治理低濃度廢氣時采用吸附濃縮+RTO/RCO技術,治理高濃度廢氣時采用冷凝回收+吸附回收技術。
根據研究,對于VOCs的生產行業,無組織排放約占總排放量的70-90%,管控好無組織VOCs的排放對削減VOCs的排放至關重要,要將無組織排放轉化為有組織排放,進行控制,如在局部安裝排氣筒進行收集處理,密閉產生VOCs的設備、空間及建筑物,鼓勵企業通過采用低VOCs含量的原輔材料、清潔生產工藝等措施減少VOCs的產生,加強源頭的管控。
2017年我市優良天數242天,同比減少4天,空氣質量總體達標率略有下降,由2016年的67.6%降至2017年的 66.8%。2017年全年SO2平均濃度為13微克/立方米,同比下降7.1%;NO2平均濃度為49微克/立方米,同比下降7.5%;PM10平均濃度為105微克/立方米,同比下降9.5%;PM2.5為70微克/立方米,同比下降7.9%;CO平均濃度為1.4毫克/立方米,同比下降6.7%;O3濃度為74微克/立方米,同比上升25.4%。O3對綜合指數的貢獻率也達到12%,超過SO2,且4-9月O3作為首要污染物的比例也達到33.3%。
4.1 利用第二次污染源普查的機會,更新我市VOCs排放清單,建立更加完善、更加詳實的排放清單,為我市VOCs治理政策的制定提供科學依據。
4.2 嚴格建設項目環境準入。我市各級環境保護主管部門結合主體功能區劃、環境功能區劃、城市總體規劃等要求,優化調整涉VOCs排放產業布局。加強產業政策的引導與約束,加快淘汰落后產品、技術和工藝裝備。新、改、擴建項目應在設計和建設中選用先進的清潔生產和密閉化工藝,提高設計標準,實現設備、裝置、管線、采樣等密閉化,從源頭減少VOCs泄漏環節,工藝、儲存、裝卸、廢水廢液廢渣處理等環節應采取高效的有機廢氣回收與治理措施,滿足國家及地方的達標排放和環境質量要求。
4.3 完善VOCs監督管理體系。我市各級環境保護主管部門應對行政區內涉VOCs企業進行全面監管,以企業為單元,通過統一的VOCs信息管理平臺做好統計、審核與監管工作,不定期對企業申報情況進行抽查和評估。加強VOCs監測能力建設,建立本行政區內企業的VOCs監測監控體系,定期向社會公布監測體系的運行情況及監測結果。
4.4 實施VOCs全過程污染控制。企業應結合污染現狀和生產管理水平,以工藝廢氣排放、生產設備密封點泄漏、儲罐和裝卸過程揮發損失、廢水廢液廢渣系統逸散等環節及非正常工況排污為近期VOCs控制工作重點,科學制定VOCs綜合整治工作方案,明確工作進度和完成時限。
4.5 建立VOCs管理體系。企業應將VOCs的治理與監控納入日常生產管理體系。建立基礎數據與過程管理的動態檔案、VOCs污染防治設施運行臺賬,制定“泄漏檢測與修復”、監測和治理等方面的管理制度,制定突發性VOCs泄漏防范和處置措施,納入企業應急預案。有組織廢氣排放應逐步安裝在線連續監控系統,廠界安裝特征污染物環境監測設施,并與當地環境保護主管部門聯網。
4.6 著力減少煤炭、石油、天然氣等化石能源的消耗,強化對無組織排放的監管與治理,加強對機動車尾氣排放的監管。
4.7 加強VOCs防治技術的指導培訓。增強環境管理、環境執法人員VOCs防治有關政策、治理技術方面的知識儲備,提高環境監管能力。
4.8 強化重點區域“烏-昌-石”、“奎-獨-烏”區域大氣污染聯防聯控,積極應對重污染天氣。
作為形成臭氧和細顆粒物(PM2.5)污染的重要前體物,揮發性有機物(VOCs)排放形勢日趨嚴峻,環保部等國家六部委聯合印發《“十三五”揮發性有機物污染防治工作方案》,提出以重點行業和重點污染物為主要控制對象,推進VOCs與氮氧化物協同減排。雖然我市的氮氧化物濃度已得到有效控制,但臭氧年均濃度大幅上升,為切實降低臭氧及細顆粒物濃度,VOCs的有效減排就顯得尤為重要。
[1]田紅,劉合凡 ,馮淼.等.我國典型城市揮發性有機物(VOCs)防治經驗及管控探索[J]四川環境,2016,35(4):68-77.
[2]楊一鳴,周學雙,崔積山.等.揮發性有機物定義對我國管控思路的影響[J]環境影響評價,2016,38(2):41-47.