徐志榮 姚 軼 李清泉 朱 虹 陳鳳蘭 王浙明 楊忠平

(1.浙江省生態(tài)環(huán)境科學設計研究院,浙江 杭州 310007;2.浙江省環(huán)境污染控制技術研究重點實驗室,浙江 杭州 310007;3.浙江省環(huán)保產業(yè)協(xié)會,浙江 杭州 310012;4.浙江省環(huán)境科技有限公司,浙江 杭州 311100)

隨著我國以工業(yè)源為主的揮發(fā)性有機物(VOCs)防治體系的健全和完善,以及工業(yè)源VOCs治理工作的不斷深入[1-3],[4]1-12,[5]1-17,[6],[7]1-8,[8-10],汽車維修、餐飲等生活源VOCs防治逐步成為重點關注的對象?，F(xiàn)有的研究主要是對汽車維修行業(yè)VOCs排放特征、排放總量進行分析與測算。其中,王文秀等[11]126、李潔等[12]、方莉等[13]148、黃宇等[14]、陳鵬等[15]3607分別對天津、南京、北京、武漢、杭州等汽車維修行業(yè)VOCs排放水平和特征開展了研究,并分析了對臭氧的影響。鄧鑫等[16]84基于云南省汽車維修行業(yè)特點測算了2018年云南省汽車維修行業(yè)VOCs排放量,約0.72萬t。梁小明等[17]通過構建生活源VOCs排放源分類方法和核算體系,測算了我國2018年汽車維修行業(yè)VOCs排放量,約為19.5萬t,占全國生活源VOCs排放總量的7.75%;而王海林等[18]5577則以北京汽修企業(yè)平均年排放量為基準初步測算了全國汽修行業(yè)VOCs排放量,達91.02萬t,與工業(yè)源VOCs排放量第3位的石油和天然氣加工行業(yè)排放量相當。不論是從VOCs排放量,還是其排放VOCs對臭氧的影響來看,深入開展汽車維修行業(yè)VOCs治理和全面減排將勢在必行。

污染物排放標準是支撐行業(yè)VOCs治理和減排的重要依據(jù)。目前我國尚未出臺針對汽車維修行業(yè)的大氣污染物排放標準,僅有北京[19]1-7、深圳[20]1-8、重慶[21]1-7、上海[22]1-11等城市和江蘇省[23]1-6發(fā)布實施了行業(yè)型汽車維修大氣污染物排放標準;其余天津[24]、遼寧省[25]、山東省[26]、河南省[27]、陜西省[28]等以綜合型標準或工業(yè)(表面)涂裝通用型標準的形式將汽車維修行業(yè)排放要求涵蓋在內。作為機動車保有量的大省[29],浙江省雖尚未針對汽車維修行業(yè)出臺地方排放標準,但一直十分重視行業(yè)VOCs治理,早在2013年就將其列入重點表面涂裝行業(yè)之一[30],明確整治要求[31]和提出防治可行技術指南[32]1-9,并積極推進汽車維修集中鈑噴中心建設[33]和低揮發(fā)性有機物原輔材料源頭替代工作[34]。相關工作的有序開展和推進,為浙江省汽車維修行業(yè)大氣污染物排放標準制訂奠定了堅實的基礎。

基于長三角區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護標準一體化需要[35]以及汽車維修行業(yè)涉及企業(yè)面廣、影響大[18]5575等考慮,本研究著重從浙江省汽車維修行業(yè)現(xiàn)狀、現(xiàn)有行業(yè)型汽車維修地方標準情況、浙江省地方標準制訂思考和影響分析等方面,充分探討分析浙江省汽車維修地方排放標準制訂的必要性與可行性。

1 浙江省汽車維修行業(yè)現(xiàn)狀

1.1 汽車維修企業(yè)數(shù)量

根據(jù)浙江省公路與運輸管理中心提供的相關數(shù)據(jù),2021年浙江省汽車維修企業(yè)2.91萬家,其中一類汽修1 098家,二類汽修5 532家,三類汽修22 470家(涉及涂裝的401家)。從長三角區(qū)域(兩省一市)的汽車維修企業(yè)來看(見表1),浙江省汽車維修企業(yè)總數(shù)最多,但一類和二類企業(yè)合計江蘇省最多,從一類和二類企業(yè)單位服務能力來看,兩省一市基本相同。

另外,從全國排污許可證管理信息平臺查詢可知,兩省一市滿足簡化管理(即營業(yè)面積5 000 m2以上且有涂裝工序的)[39]的汽車維修企業(yè)分別為上海127家、江蘇省361家、浙江省217家。其中,浙江省主要分布在寧波、嘉興、杭州和金華地區(qū),累計137家,占比約為63.1%。

1.2 執(zhí)行排放標準情況

對浙江省簡化管理的217家汽車維修企業(yè)執(zhí)行標準情況進行梳理和統(tǒng)計(見表2),發(fā)現(xiàn)汽車維修行業(yè)有組織排放除執(zhí)行國家GB 16297—1996、浙江省DB33/2146—2018以及杭州市DB3301/T 0277—2018外,還包括了國家GB 9078—1996和GB 13271—2014。其中,GB 9078—1996和GB 13271—2014主要針對燃油加熱型汽車噴烤漆房[40],明確液態(tài)燃料燃燒時產生二氧化硫、氮氧化物等污染物排放要求。無組織排放方面,在DB33/2146—2018的基礎上,還包括了GB 37822—2019、GB 14554—1993;其中,GB 37822—2019主要針對汽車維修企業(yè)廠區(qū)內VOCs管控要求,而GB 14554—1993主要針對在執(zhí)行GB 16297—1996時廠界臭氣濃度的管控要求。

表2 浙江省汽車維修企業(yè)排放標準執(zhí)行情況Table 2 The implementation of emission standards for motor vehicle maintenance and repair enterprises in Zhejiang Province

另外,由表2可知,除2家未填報有組織排放標準外,浙江省汽車維修企業(yè)廢氣主要援用執(zhí)行DB33/2146—2018,占統(tǒng)計企業(yè)總數(shù)的80.0%;約有4.2%的汽車維修企業(yè)未采用電加熱型噴烤漆房。此外,近52%的汽車維修企業(yè)按GB 37822—2019對廠區(qū)內VOCs無組織排放進行了加嚴管控。

1.3 VOCs管控指標及限值要求

對汽車維修企業(yè)VOCs特征管控指標及出現(xiàn)頻次進行統(tǒng)計分析,結果見圖1。由圖1可知,VOCs管控特征物質主要有乙酸酯類(包括乙酸酯類和乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸丙酯等單一物質)、苯系物(包括苯系物和苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙苯等單一物質)和其他(包括丙酮、環(huán)己酮、丁醇、甲醛)等,與文獻[12]、[13]、[15]報道的汽車維修行業(yè)排放的VOCs基本一致。另外,從圖1也得出浙江省汽車維修企業(yè)管控的VOCs特征物質以苯系物為主,乙酸酯類為輔,僅個別企業(yè)管控了酮、醛、醇類物質。

圖1 浙江省汽車維修企業(yè)VOCs特征管控指標出現(xiàn)頻次情況Fig.1 The frequency of VOCs control indicators for motor vehicle maintenance and repair enterprises in Zhejiang Province

汽車維修企業(yè)VOCs排放限值(以非甲烷總烴(NMHC)為例)的情況見圖2。由圖2可知,浙江省的汽車維修企業(yè)NMHC排放限值包括了120、80、60、50、30 mg/m3,與表2中執(zhí)行標準情況基本相符。其中,NMHC排放限值為30 mg/m3的企業(yè)是在執(zhí)行DB33/2146—2018基礎上,通過排污許可證自我加壓,執(zhí)行更為嚴格的排放限值。另外,浙江省汽車維修企業(yè)以執(zhí)行NMHC 80 mg/m3限值為最多,約占56.5%,即執(zhí)行DB33/2146—2018中表1限值;約有22.7%執(zhí)行了DB33/2146—2018中表2特別排放限值(60 mg/m3)。此外,從NMHC限值來看,不同標準之間的差異非常大,尤其是執(zhí)行GB 16297—1996(120 mg/m3)與通過自我加嚴(30 mg/m3)之間,相差3倍;由此所帶來的廢氣治理成本、超標排放的判定以及超標排放后處罰力度等,將會對不同的汽車維修企業(yè)產生巨大差異。因此,從對汽車維修企業(yè)間的公平競爭角度而言,也亟需加快浙江省地方標準的制訂和出臺。

圖2 浙江省汽車維修企業(yè)NMHC排放限值情況Fig.2 The emission limits of NMHC for motor vehicle maintenance and repair enterprises in Zhejiang Province

1.4 行業(yè)VOCs排放量的估算

考慮到第二次污染源普查未對汽車維修行業(yè)進行調查,為此本研究主要通過排放系數(shù)來測算浙江省汽車維修行業(yè)VOCs排放量。目前汽車維修行業(yè)VOCs排放系數(shù)主要包括單店排放系數(shù)和單車排放系數(shù),其中,單店排放系數(shù)主要選用了廣州[41]、北京[18]5577的單店年均排放系數(shù)(分別為1.34、1.40 t/a),以及天津[11]125基于汽車維修企業(yè)類型細分排放系數(shù)(其中,一類1.556 t/a、二類0.192 t/a、三類0.057 8 t/a);單車排放系數(shù)則參考了文獻[17]和文獻[42],分別為0.95、0.72 kg/輛?？紤]到廣州和北京的單店排放系數(shù)是基于含涂裝工序的汽車維修企業(yè)計算獲得,為此本研究也以含涂裝工序的維修企業(yè)進行計算;考慮到單車排放系數(shù)中年汽車保有量與年汽車涉涂裝維修次數(shù)是存在差異的,本研究參考天津[11]125,按涉及涂裝維修的比例為40%進行測算,年維修次數(shù)取保守的1.25次/輛計算[16]84。浙江省汽車維修行業(yè)VOCs年排放量測算結果見圖3。

圖3 浙江省汽車維修行業(yè)VOCs排放量測算Fig.3 The estimation of VOCs emission for motor vehicle maintenance and repair industry in Zhejiang Province

由圖3可知,浙江省汽車維修行業(yè)測算VOCs排放量介于0.40萬～0.99萬t/a,測算的均值為0.79萬t,約為浙江省工業(yè)源排名第1的化學原料和化學品制造業(yè)VOCs排放量[43]的7.15%,行業(yè)VOCs排放量不可忽視。另外,單店排放系數(shù)法測算量之間差異較大,主要是北京和廣州的單店排放系數(shù)測算時未考慮不同汽車維修類型涂裝維修的業(yè)務量之間的差異,使得測算排放總量偏高;而按天津系數(shù)測算時,受治理設施的去除率取值偏高以及二類和三類汽車維修的排放系數(shù)偏低情況的影響,使得測算量偏低。此外,從一類汽車維修企業(yè)角度來看,單店排放系數(shù)法測算量基本在同一水平,相對較為準確,由此測算浙江省一類汽車維修企業(yè)年VOCs排放量約在0.16萬t。而對于單車排放系數(shù)的測算,主要受到汽車年維修次數(shù)以及涂裝維修比例的影響。

2 現(xiàn)行省市汽車維修排放標準比較分析

考慮到浙江省汽車維修行業(yè)大氣污染物排放標準為行業(yè)型排放標準,為此以我國當前現(xiàn)行有效的北京[19]3-5、深圳[20]3-5、重慶[21]3-4、上海[22]3-4和江蘇省[23]3-4等行業(yè)型地方排放標準為分析對象,從管控內容、設置指標和限值進行簡要分析,以供浙江省地方標準制訂時做參考。5省、市地方排放標準管控內容見圖4。

圖4 典型省、市汽車維修排放標準管控內容Fig.4 The management contents of emission standards for motor vehicle maintenance and repair in typical provinces and cities

由圖4可知,5個省、市的地方標準在涂料質量要求、有組織排放和無組織排放方面存在一定的管控差異。其中,在涂料質量方面,北京、上海、深圳自行設置了涂料產品中VOCs含量限值;江蘇省和重慶分別按照《低揮發(fā)性有機化合物含量涂料產品技術要求》(GB/T 38597—2020)[44]和《車輛涂料中有害物質限量》(GB 24409—2020)[45]進行管控。在有組織排放管控方面,5個省、市管控差異主要體現(xiàn)在對加熱爐和試車尾氣方面,其中北京和上海明確規(guī)定了加熱爐排放要求,而其他省、市未有相關規(guī)定;另外,僅有上海規(guī)定了試車尾氣的排放要求,按照上海《大氣污染物綜合排放標準》(DB31/933—2015)進行管控,同時也規(guī)定了排氣筒高度低于15 m時,有組織排放限值加嚴50%執(zhí)行[22]4;也僅有深圳對VOCs有組織排放提出了最高允許排放速率的要求[20]4。在無組織排放管控方面,雖然國家層面在2019年才提出了廠區(qū)內無組織排放管控要求[4]12,但2015年的北京汽車維修標準通過優(yōu)化無組織監(jiān)控點位(監(jiān)控位置設在廠房外或露天操作工位旁)實現(xiàn)了廠區(qū)內無組織排放管控,而同時期的深圳、重慶地方標準仍是按照企業(yè)廠界設置無組織排放管控要求;江蘇省在北京的基礎上,結合GB 37822—2019提出的一次濃度值管控方式,增設了廠區(qū)NMHC一次濃度值;上海則僅規(guī)定了廠區(qū)NMHC一次濃度值。

5個省、市地方排放標準中對VOCs有組織、無組織排放管控指標和限值見表3。由表3可知,5個省、市汽車維修排放標準有組織排放管控要求方面,均設置了苯、苯系物(甲苯和二甲苯)、NMHC(總VOCs)等有關VOCs的特征和綜合指標;相關指標限值方面,北京、上海和江蘇省完全相同,重慶與深圳相對寬松。對于顆粒物管控方面,北京和深圳未設置顆粒物指標,上海、江蘇省和重慶的建成區(qū)對顆粒物管控要求一致。在無組織NMHC管控方面,江蘇省最為嚴格,設置NMHC一次濃度值和小時均值,且均嚴于GB 37822—2019和GB 16297—1996中相關要求。

表3 典型省、市汽車維修排放標準中VOCs管控要求 Table 3 The emission limits of VOCs for motor vehicle maintenance and repair enterprises in typical provinces and cities mg/m3

3 浙江省標準制訂的思考和探討

不論從長三角區(qū)域一體化生態(tài)環(huán)境標準統(tǒng)一來看,還是從浙江省空氣質量深度改善尤其是臭氧防控的現(xiàn)實需求來看[46],同時為解決汽車維修企業(yè)之間不公平競爭問題,浙江省都應加快推進汽車維修行業(yè)大氣污染物排放標準的制訂。

3.1 管控范圍

雖然浙江省仍有少數(shù)汽車維修企業(yè)仍采用非電加熱型汽車噴烤漆房,但鑒于標準重點是解決行業(yè)VOCs污染治理問題。因此,浙江省標準的管控范圍可確定為汽車維修中涉涂裝、清洗等產生VOCs的工序以及對涂料中VOCs含量限值要求;而對于加熱爐排放的燃燒廢氣可援用GB 9078等標準進行協(xié)同管控。

3.2 管控內容

3.2.1 污染物指標和限值

鑒于汽車維修行業(yè)分布廣且常位于居民區(qū)附近,其產生惡臭異味是居民異味投訴的重點之一[47],應考慮增設臭氣濃度指標。另外,雖然目前浙江省汽車維修行業(yè)現(xiàn)行管控指標中涉及了乙酸酯類且文獻[12]至[15]也表明該行業(yè)存在乙酸酯類的排放;但從已出臺的相關地方排放標準來看,均未設置乙酸酯類指標。為此,浙江省汽車維修行業(yè)VOCs排放標準制訂時應充分論證該項指標,充分考慮增設指標所帶來的檢測成本和監(jiān)管成本,本研究建議通過NMHC進行綜合管控,與長三角上海、江蘇省在VOCs管控指標上保持一致。此外,在污染物有組織排放限值方面,苯、苯系物、NMHC和顆粒物等限值應與江蘇省、上海的地方標準要求保持一致,以實現(xiàn)長三角區(qū)域內管控要求的一致。對于臭氣濃度可參考DB33/2146—2018相關要求,以實現(xiàn)與上海的《惡臭(異味)污染物排放標準》(DB31/1025—2016)中非工業(yè)區(qū)[48]管控要求的統(tǒng)一。在無組織排放管控方面,可分別設置廠區(qū)內VOCs和廠界有毒有害污染物管控要求;其中,廠區(qū)內VOCs排放限值以NMHC一次濃度值管控,廠界有毒有害污染物確定為苯和臭氣濃度;相關指標限值要求與上海、江蘇省標準保持一致。

3.2.2 汽車修補涂料VOCs含量限值

在涂料VOCs含量限值方面,不論是《大氣污染防治法》,還是《浙江省大氣污染防治條例》均對涂裝工序提出了要使用低揮發(fā)性有機物含量涂料的要求。為此,在涂料VOCs含量限值方面可提出汽車修補涂料的VOCs含量應符合GB/T 38597—2020的規(guī)定,有害物質應符合GB 24409—2020的規(guī)定,以實現(xiàn)從源頭上減少VOCs,管控苯系物和鹵代烴等特征污染物。

3.2.3 VOCs處理設施最低處理效率要求

2019年以來國家在制藥[5]6、印刷[7]3以及無組織排放管控[4]10等涉VOCs排放標準中均提出：“重點地區(qū)在收集的廢氣中非甲烷總烴初始排放速率≥2 kg/h時,VOCs處理設施的處理效率不應低于80%”的要求。鑒于目前浙江省大力推進汽車維修集中鈑噴中心的建設,從已建成集中鈑噴中心的竣工驗收數(shù)據(jù)可知,會存在NMHC初始排放速率≥2 kg/h[49]的情形,因此浙江省標準應對VOCs處理設施的處理效率提出要求,確保不低于GB 37822—2019中的相關規(guī)定。

3.3 預期影響

相較于浙江省汽車維修企業(yè)執(zhí)行的現(xiàn)行標準情況,浙江省汽車維修標準出臺后,將大幅收嚴VOCs管控要求,NMHC限值從現(xiàn)在的80 mg/m3為主收嚴至20 mg/m3,在減少行業(yè)VOCs排放總量的同時,也肯定會給汽車維修企業(yè)帶來一定的治理壓力。研究表明,汽車涂裝維修過程會存在瞬時排放濃度較高的情況,但從小時均值來看,能滿足北京地方標準的要求[13]148。研究表明采用水性涂料替代溶劑型涂料對減少VOCs排放有顯著效果[15]3608;在治理工藝上需采取更加穩(wěn)定的處理工藝,對采用單一活性炭吸附技術的則要求及時更換活性炭。目前,浙江省汽車維修VOCs治理可行技術指南已明確了以水性涂料替代技術、集中鈑噴中心為主的預防技術和以活性炭+催化燃燒、分散吸附+集中再生活性炭吸附工藝為主的治理技術等VOCs防治路線[32]8,與文獻[18]所提出的治理路線基本一致。隨著浙江省汽車維修行業(yè)VOCs治理工作的深入推進和企業(yè)VOCs治理意識的提升,將能有效降低浙江省標準出臺對汽車維修企業(yè)所帶來的沖擊和影響。

4 結 語

(1) 浙江省汽車維修企業(yè)主要執(zhí)行DB33/2146—2018,管控苯系物、乙酸酯類等VOCs特征因子,雖通過執(zhí)行DB33/2146—2018特別排放限值以及援用GB 37822—2019廠區(qū)內VOCs管控要求,但NMHC的管控要求明顯寬于長三角區(qū)域上海、江蘇省汽車維修地方標準。

(2) 從長三角區(qū)域生態(tài)環(huán)境標準統(tǒng)一、浙江省空氣質量深度改善、解決汽車維修企業(yè)之間不公平競爭以及浙江省對汽車維修行業(yè)VOCs治理工作的準備情況來看,已完全具備了制訂浙江省汽車維修行業(yè)大氣污染物排放標準的必要性和可行性。

(3) 浙江省標準制訂時要切合浙江省汽車維修行業(yè)實際,相較與上海、江蘇省地方標準重點突出以下：通過增設汽車修補涂料VOCs含量限量要求,強化VOCs源頭治理,但含量限值上應嚴格執(zhí)行國家相關標準,不應自行設置;有組織污染物指標上可增設臭氣濃度指標,以強化惡臭異味的管控;應增設VOCs處理設施最低去除效率的要求,以強化對集中鈑噴中心的管控及其VOCs治理需求;VOCs無組織管控上應進一步明確廠區(qū)和廠界要求,廠區(qū)內VOCs無組織排放以NMHC一次濃度值來管控,廠界管控有毒有害污染物苯和臭氣濃度。