某家具企業集中區臭氧前體物排放水平淺析

王 博

（南京市鼓樓生態環境局 江蘇南京 210011）

引言

揮發性有機化合物（volatile organic compounds，VOCs）是臭氧前體物的重要組成部分，對人體健康和環境空氣危害明顯。近年來，“臭氧污染”成為人們關注的熱詞，臭氧成為江寧區乃至南京市入夏以來影響空氣質量的首要污染物，國家《重點區域大氣污染防治規劃》以及江蘇省政府《關于實施藍天工程改善大氣環境的意見》 中均將揮發性有機化合物的治理作為大氣污染防治的重點領域[1]。

伴隨著社會經濟的發展，人民生活水平的提高，房地產行業的蓬勃帶動著家具行業的繁榮，但是家具行業在油漆、膠黏劑、涂料等使用過程中產生大量揮發性有機化合物的問題不容忽視[2][3]。因此研究家具行業廢氣中的揮發性有機污染物對大氣污染防治工作具有重要意義。本研究通過檢測江寧區家具企業集中區三個月上下風向的揮發性有機物中57 種組分（PAMS）和醛酮類物質含量，分析揮發性有機化合物總體排放水平和主要組分，為揮發性有機物溯源及相關管控工作提供數據支撐。

1 實驗部分

1.1 樣品采集

在江寧區家具企業集中區上風向和下風向各布設一個PAMS 采樣點，下風向設一個醛酮類物質采樣點，PAMS 和醛酮類物質采樣在園區邊界200 米范圍內同一點位進行。PAMS 物質采樣頻次為每6 天采樣檢測1 次，采用蘇瑪罐進行24 小時連續采樣，采樣時間為當日8:00-次日8:00。采樣完成后，蘇瑪罐穩定12 小時后進行樣品分析。醛酮類物質采用采樣管采樣，采樣頻次為每6 天采樣檢測1 次，采樣當天采樣兩次，采樣時間分別為8:00-11:00、14:00-17:00。

1.2 檢測方法

PAMS 物質分析按照《環境空氣 揮發性有機物的測定 罐采樣/氣相色譜-質譜法》（HJ 759-2015）進行。

醛酮類物質分析按照《環境空氣 醛、酮類化合物的測定 高效液相色譜法》（HJ 683-2014）進行。

1.3 質量控制

主要從采樣和分析兩方面進行質控，采樣過程中對采樣罐氣密性進行檢查、采樣罐惰性化檢查、采樣罐清洗及采樣罐真空壓力表等，并對檢查數量提出明確要求，并對采樣罐在樣品采集、運輸和保存方面進行質控。分析方面主要從校準曲線、實驗室空白要求、檢出限要求、標氣濃度準確性核查、內標穩定性要求、平行雙樣要求等方面進行，確保檢測數據真實有效。

2 結果與討論

2.1 揮發性有機化合物總體排放水平

2.1.1 PAMS 物質排放水平

檢測期間，PAMS 物質排放含量檢測結果表明，江寧區家具企業集中區上風向PAMS 物質10 次均值為20.24ppbV，下風向PAMS 物質10 次均值為24.73ppbV。

2.1.2 醛酮類物質排放水平

檢測期間，醛酮類物質排放含量檢測結果表明，江寧區家具企業集中區下風向醛酮類物質20 次均值為17.97ppbV。

2.2 主要組分含量分布

通過對57 種PAMS 物質進行20 次檢測，發現乙烯、乙烷、乙炔、間、對二甲苯、丙烷、異戊烷含量明顯高于其他組分，為PAMS 物質主要組分。檢測期間PAMS 物質主要組分含量分布檢測結果見圖1，從檢測結果可知，間、對二甲苯和丙烷含量較大，濃度范圍為0.5-7.1ppbV。

圖1 檢測期間PAMS物質主要組分含量分布

檢測期間，醛酮類物質主要組分含量分布檢測結果見圖2，從檢測結果可知，甲醛的含量較高，濃度范圍為3-31ppbV，乙醛和丙酮的含量也較大，濃度范圍為1-8ppbV。

圖2 檢測期間醛酮類物質主要組分含量分布

2.3 結果分析

2.3.1 VOCs 主要來源及影響因素

家具行業中，VOCs 污染主要來自噴漆、烘干等環節，使用涂料的主要成分有聚氨酯樹脂類、EVA 熱熔膠、醇酸樹脂類及硝基纖維素類等。主要VOCs 物種為芳香烴、酯類以及醛酮類物質等，有組織廢氣排氣筒中的揮發性有機物組份以酯類和芳香烴為主，其次為烷烴類物質，具體為乙酸仲丁酯、甲苯、間-二甲苯、甲縮醛和乙苯等。根據相關研究表明，這些涂料的VOCs 含量在500g/L 到650g/L 之間，通過有組織排放和無組織排放形式排放到大氣中。以熱熔膠為例，主要在項目封邊過程使用，工藝溫度約為180℃，低于熱熔膠分解溫度。熱熔膠加熱后揮發產生少量的VOCs，主要為聚合物內少量的游離單體，VOCs 產生量約占原料用量的0.1‰，主要是車間內無組織排放。相關研究表明，在家具行業中車間各排放環節中對臭氧生成潛勢和二次有機氣溶膠生成潛勢貢獻最大的皆為芳香烴類物質[4]。

影響家具行業VOCs 排放的因素很多，首先是生產過程中所用原輔料中的有機物含量，所以盡可能的選擇低VOCs 含量原料，利用無苯低毒涂料、紫外光固化涂料與水性涂料，尤其是減少含乙酸仲丁酯、甲苯、間-二甲苯、甲縮醛和乙苯等物質的原料，可以減少VOCs 污染。

其次所在區域的地形和氣候條件也對VOCs 的擴散和濃度有一定影響，全年平均氣溫約16℃，本次檢測選擇夏季，最高氣溫約38℃，江寧區地形和氣候條件對VOCs 的擴散并不是非常有利。

第三是VOCs 后端處理情況，主要包括處理工藝的選擇、處理設施運行維護等。就處理工藝來說，由于成規模的企業不多加之生產工藝的特殊性，目前大部分家具行業的車間內VOCs 都是以無組織形式排放，污染物沒有得到有效的收集。有組織VOCs處理工藝根據實際產生量來說，目前主流的有活性炭吸附和吸附-催化燃燒，其中吸附-催化燃燒工藝集中了吸附工藝與催化燃燒優點，可以對低濃度治理問題、大風量有機廢氣存在等問題進行處理，其工藝主要包括預處理環節、脫附-催化燃燒環節和吸附環節。

2.3.2 江寧區家具企業集中區VOCs 排放情況

本次監測分PAMS 和醛酮類兩種方式，其中PAMS 主要分析乙烷、丙烷、甲苯等57 種。20 次監測結果表明，57 中組份中平均濃度排名前三位的分別是間/對二甲苯、丙烷、正丁烷。這3 種組分中，苯系物（甲苯、鄰二甲苯、間/對二甲苯）之和約占32.3%，其次為烷類化合物約占25.4%。監測結果和該行業中主要特征污染物的情形相符。

醛酮類主要分析甲醛、乙醛、丙烯醛等13 種物質。監測點位布設在家具企業集中區的下風向，分上下午兩個時間段進行監測。監測結果顯示除甲醛、乙醛和丙酮外，其余8 種物質均為未檢出，甲醛、乙醛、丙酮均值為前三位，分別為9.98ppbV、4.32ppbV 和3.67ppbV，該監測結果和家具行業的主要污染物一致。乙醛、丙酮濃度和氣溫的相關性和甲醛類似。

江寧區家具企業集中區上、下風向PAMS 物質含量均值，下風向醛酮類物質含量均值均高于南京市同期環境空氣中揮發性有機物含量均值；其中，間、對二甲苯和丙烷是PAMS 的主要組分，甲醛、乙醛和丙酮是醛酮類物質的主要組分，和莫梓偉等人研究的長江三角洲地區噴涂行業排放的主要VOCs 組分中甲苯、二甲苯、乙苯等芳香烴類物質，三者之和占總VOCs 的質量分數為79%～99%[5]較為一致。這說明家具行業是南京市環境空氣中揮發性有機物的主要來源之一。主要是因為家具的生產過程中涉及多次噴漆烘干，使用的油漆多為聚氨酯涂料、不飽和聚酯涂料、硝基涂料等，而油漆中含有二甲苯等有機物，揮發到環境空氣中；使用的膠粘劑多為脲醛樹脂，它是由尿素和甲醛縮聚而成，在家具制造和膠合過程中會逸出大量甲醛到周邊環境空氣中。

結語

通過對江寧區家具企業集中區三個月上、下風向的揮發性有機物中57 種組分（PAMS）和醛酮類物質含量進行分析檢測，結果表明：間、對二甲苯和丙烷是PAMS 的主要組分，甲醛、乙醛和丙酮是醛酮類物質的主要組分。主要是由于家具行業的生產工藝過程和材料使用有關。通過對江寧區家具行業集中區的大氣VOCs 監測，發現其VOCs 遠低于《揮發性有機物無組織排放控制標準》（GB 37822-2019）及《家具制造行業揮發性有機化合物排放標準》（DB44 814-2010）中規定的限值。

VOCs 排放是近年來是社會熱點，也環境管理部門關注的重點，通過此次研究分析，對江寧區家具集中區大氣中VOCs 排放總體水平和單組分含量有了一定的掌握，為進一步加強大氣污染防治、提高區域臭氧精準治理及打贏藍天保衛戰計劃提供數據支撐和管控依據。