楊 旸
(鶴山市環境信息中心,廣東 鶴山 529700)
為貫徹《中華人民共和國環境保護法》《中華人民共和國統計法》等法律法規,落實《排放源統計調查制度》(國統制〔2021〕18號)要求,規范污染物產排量核算方法,統一產排污系數,生態環境部基于第二次全國污染源普查的技術成果,于2021年6月11日發布了《排放源統計調查產排污核算方法和系數手冊》[1](以下簡稱《手冊》)。
《手冊》為建設項目環境影響評價、排污許可證核發、環境監測等領域的污染物產生量、排放量核算工作提供了有效的計算依據。筆者以橡膠制品行業和塑料制造行業為例,基于不同方法核算污染物產排量結果所產生的差異,探討《手冊》在應用過程中應注意的問題。
橡膠制品的主要生產工藝為天然橡膠、合成橡膠、促進劑、硫化劑等通過混合、密煉、開煉、硫化工序等制得橡膠制品。若不設硫化工序,則得到混煉膠半成品。該類型的項目在密煉、開煉、硫化過程中均有非甲烷總烴產生。
根據《手冊》,291橡膠制品行業系數手冊中2 911輪胎制造行業、2 912橡膠板、管、帶制造行業、2 913橡膠零件制造行業、2 916運動場地用塑膠制造行業和2 919其他橡膠制品制造行業,原料均為天然橡膠、合成橡膠、再生橡膠,工藝均為混煉、硫化,工業廢氣量均為7.40×104標立方米/噸三膠-原料,揮發性有機物產生量分別為3.27千克/噸三膠-原料、4.90千克/噸三膠-原料、3.27千克/噸三膠-原料、3.27千克/噸三膠-原料、3.27千克/噸三膠-原料;顆粒物產生量分別為5.04千克/噸三膠-原料、10.10千克/噸三膠-原料、12.6千克/噸三膠-原料、12.6千克/噸三膠-原料、12.6千克/噸三膠-原料。
張芝蘭[2]介紹了美國國家環保局公布的美國橡膠制造者協會(RMA)對橡膠制品在生產過程中有機廢氣排放系數的測試過程和測試結果,各工序污染物的最大排放系數見表1。
由表1可知,橡膠制品混煉、熱煉、擠出、壓延和硫化過程中總有機物產生量為1 919 mg/kg-橡膠。

表1 部分橡膠制品生產過程中污染物的最大排放系數[2]
經比較,《手冊》中橡膠制品的揮發性有機物產污系數分別是美國橡膠制造者協會(RMA)測試所得揮發性有機物排污系數的1.7倍和2.55倍,兩種計算系數差異較大。此外,《手冊》中相同原材料、相同生產工藝條件下,橡膠零件、運動場地用橡膠板、其他橡膠制品顆粒物產生系數是輪胎的2.5倍,橡膠板、管、帶顆粒物產生系數是輪胎的2倍,產污系數差異較大。此外,橡膠板、管、帶有機廢氣產生量是其他產品的約1.5倍。僅從《手冊》中橡膠制品產污系數的使用條件,難以看出相同原材料、相同生產工藝條件下為何產污系數有如此大差異[1]。
此外,在實際環境管理工作中,華南地區許多橡膠制品行業企業生產工藝僅涉及密煉、開煉生產混煉膠,或者外購混煉膠,經硫化工序生產橡膠制品,與《手冊》中限定的工藝條件不符,因此無法直接使用相關產污系數。根據《排污許可證申請與核發技術規范 橡膠和塑料制品工業》(HJ1122-2020),煉膠和硫化工藝的廢氣污染物種類為顆粒物、非甲烷總烴、臭氣濃度、惡臭特征污染物,其中惡臭特征污染物主要為二硫化碳,但《手冊》中并未給出惡臭特征污染物的產污系數。以上問題均給污染物產排放量核算工作造成了一定的困擾。
泡沫塑料制造指以合成樹脂為主要原料,經發泡成型工藝加工制成內部具有微孔的塑料制品的生產,包括—聚氯乙烯、聚乙烯、硬質聚氨酯泡沫塑料、軟質聚氨酯泡沫塑料等制品。根據《聚氨酯原料及助劑手冊》(第二版,劉益軍編著)[3],軟質聚氨酯發泡塑料一般采用水作為發泡劑,水與異氰酸酯反應生成的二氧化碳氣體,使泡沫物料膨脹、發泡、粘度迅速增加、固化,得到泡沫塑料。而硬質聚氨酯泡沫塑料發泡劑主要為HCFC-14b(化學名稱為1,1-二氯-1-氯代乙烷,二氯氟乙烷,一氟二氯乙烷)、環戊烷及其與異戊烷混合物等,這些發泡劑均屬于易揮發性液體,沸點較低。硬質聚氨酯泡沫塑料發泡時,發泡劑不斷汽化使聚氨酯膨脹填充模具殼體和骨架之間的空隙。在聚氨酯發泡中,發泡劑主要作用是產生氣體,在聚氨酯中形成均勻分布的細小氣泡。并且發泡劑本身不參加化學反應,其作為揮發性廢氣排放。
根據《手冊》,2 924泡沫塑料制造行業原材料為二異氰酸酯、多元醇、EPS、PE,發泡劑,工藝名稱為模塑發泡條件下,硬質聚氨酯泡沫塑料、軟質聚氨酯泡沫塑料生產過程中揮發性有機物產污系數均為30 kg/t產品。根據聚氨酯泡沫塑料生產工藝原理,軟質聚氨酯泡沫塑料發泡時除了發泡反應產生有機廢氣外,發泡劑并不產生有機廢氣,但硬質聚氨酯泡沫塑料發泡時發泡反應和發泡劑揮發都會產生有機廢氣,因此,兩種不同生產情形下采用同一產污系數計算有機廢氣產生量,其科學性有待商榷。
根據《手冊》中揮發性有機物產污系數30 kg/t產品進行演算,若采用集氣罩或者局部封閉的收集方式收集有機廢氣,廢氣收集率約為80%,核算得有機廢氣排放量為24 kg/t產品。新建泡沫塑料生產項目廢氣排放需執行《合成樹脂工業污染物排放標準》(GB31572-2015)中大氣污染物排放限值,有機廢氣(以非甲烷總烴計)除了要滿足排放濃度限值外,還需要滿足單位產品非甲烷總烴排放量不大于0.5 kg/t產品的要求,重點地區需執行特別排放限值,即非甲烷總烴排放量不大于0.3 kg/t產品。因此,若要滿足非甲烷總烴排放量不大于0.3 kg/t產品,則廢氣治理效率不得低于99%;若要滿足非甲烷總烴排放量不大于0.5 kg/t產品,則廢氣治理效率不得低于98%。目前催化燃燒法對有機廢氣的處理效率一般在95%左右,難以達到98%或99%。
根據華南地區某4 000 t/a發泡海綿工廠竣工環保驗收檢測數據,在生產工況運行正常情況下,發泡廢氣處理設施進出口的監測結果見下表2。

表2 發泡廢氣污染物排放情況表
根據監測結果,則發泡廢氣處理入口非甲烷總烴的平均產生速率為0.267 kg/h。發泡生產線采用集氣罩收集,集氣罩的收集效率保守按80%計,則發泡工藝廢氣非甲烷總烴產生速率為0.334 kg/h。按照每年生產2 400小時計算,則非甲烷總烴產生量為0.802 t/a。折算成單位產品非甲烷總烴產量為0.200 kg/ t產品,與《手冊》中揮發性有機物產污系數30 kg/t產品相差甚遠。
綜上所述,《手冊》針對不同類型泡沫塑料生產工藝推薦同一產污系數,不符合實際情況。且泡沫塑料揮發性有機物產污系數取值偏大,在實際工作中,以目前揮發性有機物治理技術條件,有機廢氣難以處理到達標排放。
參考《排放源統計調查產排污核算方法和系數手冊》[1]中292塑料制品業系數手冊中292 7日用塑料制品制造行業系數表,日用塑料制品—樹脂、助劑—配料、混合、擠出/注塑,揮發性有機物的產污系數按照2.70千克/噸-產品計算;改性粒料—樹脂、助劑—造粒,揮發性有機物產污系數按照4.60千克/噸-產品計算。經比較,改性粒料的產污系數是日用塑料制品的1.7倍。
從工藝原理來看,塑料注塑是將熔融的塑料利用壓力注進塑料制品模具中,冷卻成型得到想要的各種塑料件。常用到設備為注塑機。目前最常使用的塑料是聚乙烯、聚丙烯、ABS、PA、聚苯乙烯等。塑料改性加工,一般是將塑料原料、添加劑、改性劑、各種功能性助劑等共混改性并造粒,以獲得具有特定性能的改性塑料粒子。其中用到較多的助劑是增塑劑、聚乙烯蠟、鈣鋅穩定劑等。常用到的造粒設備為螺桿擠出機。
從原輔材料來看,改性用到的增塑劑是一種高分子材料助劑,最常見的品種是DOP,化學名為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯。增塑劑是工業上被廣泛使用的高分子材料助劑,在塑料加工中添加這種物質,可以使其柔韌性增強。聚乙烯蠟(PE蠟),又稱高分子蠟。因其優良的耐寒性、耐熱性、耐化學性和耐磨性而得到廣泛的應用。鈣鋅穩定劑由鈣鹽、鋅鹽、潤滑劑、抗氧劑等為主要組分采用特殊復合工藝而合成,它具有相當好的熱穩定性、光穩定性和透明性及著色力。
從生產設備來看,無論是注塑、擠出、造粒,原理基本相同,是將熔融狀態下的塑料,通過模具冷卻成型。從原輔材料來看,改性用到的助劑并不屬于高揮發性物料,同時,助劑的投入量較小,僅占塑料用量的5~10%。注塑、擠出、造粒過程中揮發性有機物的主要來源主要是樹脂類熔融狀態下揮發產生的。
因此,日用塑料制品行業和改性粒料揮發性有機物的產污系數不應該有如此大的差異,改性粒料略高于塑料制品業較為合理。
《排放源統計調查產排污核算方法和系數手冊》發布后,各級環保部門、技術服務單位均以此作為依據核算污染物產排放量。但是在使用過程中,個別系數與行業實際生產存在差異,系數的合理性與準確性存疑。針對以上問題,筆者有如下幾點建議:
(1)與排污許可證有效銜接
近年來,生態環境部陸續發布了各行業的排污許可證申請與核發技術規范,并且技術規范對行業的污染物排放量核算、環境管理以及污染防治可行性、技術要求等都做出了規定。《手冊》可以結合技術規范中的相關規定,明確該行業的特征排放因子。《手冊》應更好地與排污許可證核發技術規范銜接。
(2)細化產排污系數
《手冊》中相同生產工藝、相同原材料,僅僅因為產品不同,系數相差較大。筆者認為應該按照原輔材料種類、生產單元、生產設施、產污環節等細化產污系數。
(3)建議刪除《手冊》中末端治理技術的平均去除效率
《手冊》中列舉了各行業廢氣、廢水的處理工藝,并給出了末端治理技術的去除效率,但是去除效率非常低,有的甚至只有百分之十幾。筆者認為這個去除效率與該處理技術的設計處理效率相差甚遠。目前,部分行業發布了污染物治理技術指南,例如《廣東省印刷行業揮發性有機廢氣治理技術指南》(廣東省環保廳2013年11月)中規定了印刷工藝廢氣典型VOCs治理技術的環境效益分析,吸附法可達到的治理效率為50-80%。筆者認為類似的數據更有指導性。污染物的治理效率與設備的工藝、進口濃度、運行管理水平息息相關,不能一概而論,故筆者認為《手冊》應修訂或刪除該部分內容。
綜上,筆者建議在產排污系數建立工作中,應根據產業發展的實際情況確定產排污系數,對系數的準確性進行充分論證、回顧,在確定系數的時候考慮相同行業不同規模、不同工藝的區別,將系數進一步細化、優化,使其更有針對性,并建立定期反饋、動態更新機制,使《手冊》更好地服務于環境影響評價、排污許可證核發、環境監測、環境監察等工作。