劉鐵軍 邱大慶

揮發(fā)性有機(jī)物測(cè)算評(píng)價(jià)及控制措施

劉鐵軍 邱大慶

針對(duì)目前部分地區(qū)較為嚴(yán)重的霧霾現(xiàn)象，本文簡(jiǎn)述了揮發(fā)性有機(jī)物的環(huán)境危害，從其定義和表征指標(biāo)入手，初步分析了排放量測(cè)算與達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)方法，最后分析了我國(guó)揮發(fā)性有機(jī)物控制的有關(guān)環(huán)保政策和標(biāo)準(zhǔn)體系現(xiàn)存問題，并總結(jié)了常用的工程處理措施。

揮發(fā)性有機(jī)物；非甲烷總烴；測(cè)算方法；控制措施

揮發(fā)性有機(jī)物污染問題已經(jīng)成為影響城市環(huán)境質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展的重要因素。當(dāng)前，我國(guó)對(duì)于揮發(fā)性有機(jī)物的控制仍然處于起步階段，面臨多種困境，需要進(jìn)一步加強(qiáng)揮發(fā)性有機(jī)物的基礎(chǔ)研究和探索，為環(huán)境空氣質(zhì)量的持續(xù)改善提供技術(shù)和管理支撐。

揮發(fā)性有機(jī)物的表征指標(biāo)

雖然目前世界衛(wèi)生組織、歐盟等有關(guān)揮發(fā)性有機(jī)物的定義并不完全相同，但通常是指在常溫常壓下具有高蒸氣壓、易揮發(fā)的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)。揮發(fā)性有機(jī)物主要包括烴類、酮類、酯類、醇類、酚類、醛類、胺類、腈（氰）類等。揮發(fā)性有機(jī)物不同于其他污染物，其造成的危害主要表現(xiàn)在三方面：部分具有毒性和致癌性；參與光化學(xué)煙霧反應(yīng)；參與大氣中二次氣溶膠的形成。

由于包含物質(zhì)種類眾多，一般以非甲烷總烴和幾種特定的單項(xiàng)物質(zhì)，例如苯、甲苯、二甲苯、環(huán)氧乙烷、1,3-丁二烯、甲醛、乙醛等，作為表征指標(biāo)，對(duì)排放濃度、速率設(shè)定限值進(jìn)行控制。在建設(shè)項(xiàng)目環(huán)評(píng)過程中，通常以非甲烷總烴作為揮發(fā)性有機(jī)物的表征指標(biāo)。《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)詳解》中規(guī)定，非甲烷總烴是指除甲烷以外所有碳?xì)浠衔锏目偡Q，主要包括烷烴、烯烴、芳香烴和含氧烴等，實(shí)際上是指C2～C12的烴類物質(zhì)。這是我國(guó)對(duì)于非甲烷總烴較早的權(quán)威定義。也有以監(jiān)測(cè)方法來定義非甲烷總烴，例如北京市《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，采用HJ/T38規(guī)定的監(jiān)測(cè)方法，檢測(cè)器有明顯響應(yīng)的除甲烷外的碳?xì)浠衔锟偡Q為（以碳計(jì)）非甲烷總烴。

揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)算與評(píng)價(jià)

以非甲烷總烴為指標(biāo)的測(cè)算方式

由于多數(shù)排放控制標(biāo)準(zhǔn)中都規(guī)定了非甲烷總烴的限值，因此通常以其作為表征指標(biāo)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行間接控制，或者近似估算揮發(fā)性有機(jī)物的排放量。

但是，兩者并不完全等同。不僅揮發(fā)性有機(jī)物包含的物質(zhì)遠(yuǎn)多于非甲烷總烴，而且兩者間存在計(jì)量方式不統(tǒng)一的問題。非甲烷總烴一般以碳折算量進(jìn)行計(jì)量，而揮發(fā)性有機(jī)物則以實(shí)際量進(jìn)行計(jì)量，一般以0.8 作為兩者間的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)進(jìn)行粗略換算。

典型行業(yè)的測(cè)算方法

研究表明，北京大氣中揮發(fā)性有機(jī)物主要來源于機(jī)動(dòng)車、溶劑揮發(fā)、液化氣泄漏和工業(yè)排放。其中，煉油石化和汽車制造是北京市的兩類重點(diǎn)工業(yè)項(xiàng)目。煉油石化行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物產(chǎn)生源主要包括工藝尾氣有組織排放和物料儲(chǔ)運(yùn)、裝置密封點(diǎn)泄漏等無組織排放。有組織排放源一般按照物料衡算或壓力、溫度、物料理化特性等進(jìn)行嚴(yán)格的理論計(jì)算，或者類比同種污染源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，用濃度乘以氣量進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于物料儲(chǔ)運(yùn)可按照儲(chǔ)罐大、小呼吸公式進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于裝置密封點(diǎn)一般按照經(jīng)驗(yàn)值，即以物料使用量的萬分之一至萬分之五進(jìn)行估算，排放量計(jì)算不精確；或者借鑒美國(guó)環(huán)保署的推薦方法進(jìn)行計(jì)算，實(shí)際是一種抽樣監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)的方法，煉油工業(yè)密封點(diǎn)類型主要包括閥門、泵密封墊、連接件、開口管線等，合成有機(jī)化工業(yè)主要包括氣體閥、輕液閥、輕液泵、連接件等，監(jiān)測(cè)濃度在量程范圍內(nèi)的按相關(guān)排放速率方程計(jì)算，超量程的按規(guī)定系數(shù)計(jì)算。

汽車制造行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物產(chǎn)生源主要為涂裝工序，其中，噴涂、流平工段排放特點(diǎn)是風(fēng)量大、濃度低，不易進(jìn)行處理，多收集后高空排放；烘干工段廢氣濃度較高，多采用焚燒方式處理，去除效率大于85 %。一般按照物料衡算法計(jì)算排放量，自動(dòng)涂裝噴涂效率較高，可按照噴涂流平工段產(chǎn)生量占比65 %、烘干段占比35 %進(jìn)行估算；手動(dòng)涂裝噴涂效率較低，可按照噴涂流平工段產(chǎn)生量占比80 %、烘干段占比20 % 進(jìn)行估算。

揮發(fā)性有機(jī)物的達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)

環(huán)評(píng)中，一般在集中排放口和廠界對(duì)排放濃度、速率進(jìn)行達(dá)標(biāo)分析，預(yù)測(cè)在敏感點(diǎn)的貢獻(xiàn)濃度，并依據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算防護(hù)距離，最后做出環(huán)境影響評(píng)價(jià)綜合結(jié)論。目前多以標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的揮發(fā)性有機(jī)物表征指標(biāo)非甲烷總烴和特定的單項(xiàng)物質(zhì)作為分析評(píng)價(jià)指標(biāo)。

有關(guān)文件或地方標(biāo)準(zhǔn)中也規(guī)定了部分重點(diǎn)行業(yè)單位產(chǎn)品的揮發(fā)性有機(jī)物總量排放限值。例如北京市《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，汽車制造行業(yè)小汽車單位涂裝面積的揮發(fā)性有機(jī)物排放量限值為45 g/m2；《清潔空氣行動(dòng)計(jì)劃》又將新建項(xiàng)目限值進(jìn)一步提升至35 g/m2。

主要控制對(duì)策與工程措施

在現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快等現(xiàn)實(shí)國(guó)情條件下，嚴(yán)控?fù)]發(fā)性有機(jī)物是降低PM2.5、保證大氣環(huán)境持續(xù)改善的重要舉措。

主要控制對(duì)策

加強(qiáng)環(huán)保政策與規(guī)劃。環(huán)保政策和規(guī)劃的加強(qiáng)可以為揮發(fā)性有機(jī)物的全面控制治理提供重要的機(jī)遇和條件。2010 年1月發(fā)布的《環(huán)境保護(hù)部門關(guān)于推進(jìn)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量指導(dǎo)意見的通知》首次正式從國(guó)家層面上提出開展揮發(fā)性有機(jī)物防治工作。2012年底最新出臺(tái)的《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》明確提出，要控制揮發(fā)性有機(jī)物，要提高揮發(fā)性有機(jī)物排放類項(xiàng)目建設(shè)要求，開展重點(diǎn)行業(yè)治理，完善揮發(fā)性有機(jī)物污染防治體系。

完善環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和基準(zhǔn)。污染物控制執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)是落實(shí)具體建設(shè)項(xiàng)目污染控制措施的實(shí)際約束性條件。國(guó)外的一些先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)值得借鑒，例如美國(guó)在煉油、精細(xì)化工、表面涂裝等特定行業(yè)都制訂有揮發(fā)性有機(jī)物的行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)也已在一些重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)行業(yè)開展了防控行動(dòng)，北京、上海、廣東等地通過制訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，明確了揮發(fā)性有機(jī)物的控制要求。環(huán)境基準(zhǔn)是污染物控制執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的重要制定依據(jù)。我國(guó)目前基于人體健康或者生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的大氣揮發(fā)性有機(jī)物環(huán)境基準(zhǔn)還不健全，需要大量毒理學(xué)基礎(chǔ)研究成果的支撐。

＞＞控制揮發(fā)性有機(jī)物要提高揮發(fā)性有機(jī)物排放類項(xiàng)目建設(shè)要求，開展重點(diǎn)行業(yè)治理，完善防治體系。

工程治理措施

揮發(fā)性有機(jī)物治理技術(shù)可分為回收法和分解法?；厥辗ㄊ峭ㄟ^物理方法，在一定溫度、壓力下，用選擇性吸收劑、吸附劑或滲透膜等分離揮發(fā)性有機(jī)物，直接或經(jīng)過純化后返回工藝過程再利用，常用的主要有冷凝法、吸收法、吸附法等；消除法是通過化學(xué)或生物反應(yīng)，在光、熱、催化劑和微生物等作用下將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳，常用的方法有燃燒法、低溫等離子體分解法、生物法等。其中，冷凝回收法去除效率較低（70 %以上），蓄熱式催化燃燒法去除效率較高（85 %以上）。目前，蓄熱式催化燃燒法應(yīng)用較廣，利用蜂窩狀陶瓷作為蓄熱體，將催化反應(yīng)過程所產(chǎn)生的熱能儲(chǔ)存并用于加熱待處理廢氣，可有效降低能耗。也可以將兩類方法進(jìn)行優(yōu)選組合，例如某電子生產(chǎn)企業(yè)采用沸石轉(zhuǎn)輪吸附+燃燒的方式處理有機(jī)廢氣，經(jīng)過沸石轉(zhuǎn)輪的吸附/脫附過程，將低濃度、大風(fēng)量有機(jī)廢氣轉(zhuǎn)換成高濃度、小風(fēng)量有機(jī)廢氣，再進(jìn)行燃燒處理，處理后非甲烷總烴監(jiān)測(cè)濃度范圍在0.1 ～ 6.4 mg/m3，去除效果較好。

邱大慶，北京市環(huán)境影響評(píng)價(jià)評(píng)估中心副主任，高工；劉鐵軍，北京市環(huán)境影響評(píng)價(jià)評(píng)估中心高工。