基于高時空分辨率走航監測的VOCs污染特征分析

南瑞賢

(山西省生態環境監測和應急保障中心，山西 太原 030027)

揮發性有機物(VOCs)指在常溫狀態下容易揮發的有機化合物，對人類有較大的危害。石化廠區是我國空氣中VOCs的重要污染源，為了人類所生存的大氣環境安全，現階段必須對其進行治理[1]。環境監測是開展一切環境工作的前提，本文采用高時空分辨率的VOCs走航監測系統圍繞某石化廠區及廠界開展日常走航監測工作，旨在全面掌握區域 VOCs 污染分布特征、捕捉異常點位、鎖定污染區域、分析關鍵組分，為污染源頭的追溯、管控提供全面、科學、合理的數據支撐。

1 走航監測

某石化廠是中國特大型的石油化工聯合企業，每年可向社會提供汽油、柴油、煤油、潤滑油、石蠟等，擁有生產裝置、輔助裝置皆近百套。本文采用高時空分辨率的VOCs走航監測系統圍繞該石化廠區及廠界開展日常走航監測工作，異常點位篩選原則一是TVOC質量濃度≥1 000 μg/m3，二是該點位TVOC濃度明顯高于周邊區域。

2 不同時段 VOCs 污染特征分析

2.1 每日峰值濃度分析

為了更好地摸排該石化公司廠區范圍及周邊VOCs 污染特征，本次走航每日分上午、下午及夜間3個時間段檢測。結合15日走航監測數據可知，該石化廠區夜間較易出現嚴重的異常排放事件，其中16日夜間及20日夜間TVOC峰值質量濃度分別達21 026 μg/m3和32 986 μg/m3；同時，整體而言，每日的 TVOC 峰值濃度多出現在上午或夜間，占比分別為66.67%和26.67%，對區域環境影響較大。具體數值見表1。

表1 每日不同時段 TVOC 峰值質量濃度

2.2 每日均值濃度分析

相關研究表明，在強光照、氣溫相對較高等氣象條件下，即每日的中午至下午時間段，VOC、NOx等氣態污染物易經過復雜的化學反應生成臭氧[1]。結合本次15日走航監測數據可知，因大量的VOC參與光化學反應，導致區域下午時段的TVOC濃度明顯低于上午或夜間，<100 μg/m3的單點質量濃度占比高達85%。具體數值見第192頁表2。

表2 每日不同時段 TVOC 均值質量濃度

2.3 主要VOCs 組分分析

相關研究表明，VOCs的組分有成千上萬種，其生成臭氧的能力也千差萬別，活性高的物質，準確而言是臭氧生成潛勢較大的VOC組分，即使在濃度水平較低的情況下，也會造成較嚴重的臭氧污染，為此，進行主要VOCs 組分分析對近年來態勢不斷惡化的臭氧防治至關重要。結合本次15日走航監測數據可知，上午排名前十的VOC組分有苯酚/二甲基二硫醚、正己烷/二甲基丁烷/醋酸乙烯、三甲苯/乙基甲苯/丙苯等，下午有環己烷/己烯/甲基環戊烷、苯、二甲苯/乙苯等，夜間有環己烷/己烯/甲基環戊烷、正己烷/二甲基丁烷/醋酸乙烯、苯酚/二甲基二硫醚等，其平均濃度之和均占相應時段內TVOC 均值濃度的70%以上，對區域環境尤其對區域臭氧污染影響較大。具體見表3。

表3 每日不同時段 上午時段平均質量濃度排名前十的 VOCs 組分

圖1 不同時段 TVOC 濃度區間分布情況

3 廠區重點區域污染特征分析

結合本次15日走航監測數據(見第193頁表4)可知，儲運部化工罐區、有機廠、火車裝車棧臺、丁苯裝置后處理車間及和成氣體裝置等區域均存在不同次數、不同程度、不同時段的TVOC 濃度異常情況。

表4 廠區重點區域不同次數、不同程度、不同時段的TVOC 濃度異常情況

4 結論及建議

結合本次15日走航監測數據可知，該石化地區VOC污染典型特征如下：

1)上午及夜間是污染多發時段，尤其夜間易發生較嚴重的異常排放事件，應注意采取加嚴措施進行管控。

2)VOCs 組分特征明顯，主要包括烷烴、烯烴類物質以及苯系物，其中排名前十的組分占TVOC 平均濃度的 70%以上，建議參考近期監測結果，重點強化相關裝置的污染管控。

3)罐區無組織逸散嚴重，特征污染物以苯、異戊二烯為主，尤其儲運部化工罐區(東區)TVOC濃度尤為偏高，建議盡快開展詳查，追溯污染來源，降低無組織排放。

4)各裝車棧臺附近監測的特征污染物與裝卸物料相符，有機液體裝卸過程揮發損失過多，建議規范裝卸作業，減少廢氣逸散。

5)丁苯裝置后處理車間等下風向區域頻頻出現異常點位，建議盡快整改。

6)廠界較少出現異常，建議繼續強化管控。