山東省溶劑使用源VOCs排放組分及臭氧生成潛勢研究

周艷明，劉興悅

（1.山東格睿環(huán)境科技有限公司，山東 濟南 250014；2.聊城東方中學，山東 聊城 252000）

1 研究背景

臭氧（O3）和細顆粒物（PM2.5）是山東省大氣污染的重要污染物。而揮發(fā)性有機物（VOCs）是形成地面O3以及大氣中PM2.5的重要前體物質[1]。了解揮發(fā)性有機物的排放量和組分對控制大氣污染以及臭氧的減排策略具有重要意義[2]。溶劑使用過程排放的VOCs在人為源排放總量中占有很大比例[3]。但是溶劑使用源排放環(huán)節(jié)復雜、原輔材料種類多樣，給VOCs 排放源成分譜的研究帶來了極大的挑戰(zhàn)[4]。

在以往的研究中，主要針對的是VOCs的人為源排放總量。而實際上，不同的溶劑使用行業(yè)排放的VOCs的組分不同，不同的組分化學反應活性不同，其對臭氧生成潛勢的貢獻不同。因此，分組分研究VOCs的排放量將為臭氧的控制提供重要的參考依據(jù)。

2 研究內(nèi)容與方法

選取山東省17地市制鞋業(yè)、家具制造業(yè)、汽車制造業(yè)、印刷業(yè)四個典型的溶劑使用行業(yè)為研究對象，就山東省典型的溶劑使用行業(yè)的VOCs排放組分、排放量以及臭氧生成潛勢進行分析研究。

VOCs的排放總量數(shù)據(jù)來源于第二次污染源普查（2017年），不同行業(yè)排放的VOCs中各組分所占比例來自文獻總結。采用最大增量反應活性法（MIR）對山東省17地市四個溶劑使用源行業(yè)VOCs排放的臭氧生成潛勢進行估算[5]，MIR的系數(shù)來源于Carter[6]的最新研究數(shù)據(jù)。

3 結果與討論

3.1 溶劑使用源VOCs分組分排放量的特征分析

在制鞋行業(yè)中，VOCs來源主要是膠黏劑等原輔材料的使用，制鞋行業(yè)排放比例最高的組分是芳香烴，其次是烷烴。山東省各地市中臨沂市芳香烴排放量最高，主要是由于臨沂制鞋行業(yè)密集，是江北最大的安全鞋生產(chǎn)基地。

家具制造業(yè)排放的VOCs以芳香烴為主，在家具制造業(yè)中VOCs主要來自涂裝工藝，在此過程中大量使用富含有機溶劑的涂料、稀釋劑等，而涂料中苯系物含量較多。山東省17地市中臨沂市家具制造業(yè)VOCs的排放量遠遠高于其他地市，主要是由于臨沂市家具制造企業(yè)多，而且以木制家具為主。

在印刷行業(yè)中，VOCs主要來源于油墨、版潤液、膠黏劑等原輔材料的使用，排放量最大的組分是醇酚類、其次是芳香烴，酯類、醛酮類的含量相對較少。山東省17地市中，臨沂市VOCs的排放量最高，其次是濟南、青島。造成這種結果的主要原因是臨沂、濟南、青島地區(qū)印刷企業(yè)較多，其次原輔材料、處理措施的不同也會導致排放量結果的差異。

汽車制造業(yè)VOCs排放主要來源于汽車噴涂過程，由于油漆中含有大量的芳香烴和酯類，故排放的VOCs中以芳香烴和酯類為主，其次是醇酚類和醛酮類。濰坊、煙臺、濟寧汽車制造業(yè)VOCs的排放量較高，而棗莊、萊蕪、日照的排放量較少。

3.2 溶劑使用源VOCs臭氧生成潛勢分析

從圖1可知，山東省四個溶劑使用行業(yè)中，汽車制造業(yè)排放的VOCs的臭氧生成潛勢最高，占41.23%，其次是家具制造業(yè)，占37.44%，制鞋業(yè)的臭氧生成潛勢最低，占3.22%。

圖1 山東省不同行業(yè)臭氧生成潛勢占比（2017年）

圖2顯示，臨沂對山東省臭氧生成潛勢的貢獻率最大，占32.16%，其次是濰坊、青島、煙臺、濟南，分別占16.05%、9.13%、7.20%、6.64%；而萊蕪、棗莊、日照等地的臭氧生成潛勢較低，分別占0.10%、0.40%、0.64%。造成這種結果的原因主要是臨沂市制鞋業(yè)、家具制造業(yè)、印刷業(yè)排放的VOCs的總量均居全省第一，而萊蕪、棗莊、日照等市VOCs的排放量較低。上述過程排放的VOCs的臭氧生成潛勢主要來自于芳香烴、醛酮類等。

圖2 山東省各市的臭氧生成潛勢（2017年）

4 結論

（1）在制鞋行業(yè)中，排放比例最高的組分是芳香烴，其次是烷烴。家具制造業(yè)排放的VOCs以芳香烴為主，在印刷行業(yè)中，排放量最大的組分是醇酚類、其次是芳香烴。酯類、醛酮類的含量相對較少。汽車制造業(yè)排放的VOCs中以芳香烴和酯類為主，其次是醇酚類和醛酮類。濰坊、煙臺、濟寧汽車制造業(yè)VOCs的排放量較高，而棗莊、萊蕪、日照的排放量較少。

（2）山東省四個溶劑使用行業(yè)中，汽車制造業(yè)排放的VOCs的臭氧生成潛勢最高，占41.23%，其次是家具制造業(yè)，占37.44%，制鞋業(yè)的臭氧生成潛勢最低，占3.22%。臨沂對山東省臭氧生成潛勢的貢獻率最大，占32.16%，而萊蕪的臭氧生成潛勢最低，占0.10%。上述過程排放的VOCs的臭氧生成潛勢主要來自于芳香烴、醛酮類等含氧VOCs。