重點行業(yè)揮發(fā)性有機物防控
大氣揮發(fā)性有機物防控形勢緊迫
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雖然大氣中揮發(fā)性有機物濃度較低,但其在大氣中的化學反應會顯著改變大氣物理和化學性質(zhì),從而對空氣質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。為逐步消除我國城市群的重污染天氣,改善空氣質(zhì)量,降低可吸入顆粒物及細顆粒物濃度,控制揮發(fā)性有機物污染勢在必行。
導致我國大氣污染形勢嚴峻的根本原因,是大氣污染本質(zhì)特征的變化。由于社會經(jīng)濟和城市化的快速發(fā)展,主要城市群正經(jīng)歷由過去比較單一的大氣污染向大氣復合污染快速轉(zhuǎn)變。在大氣顆粒物包括PM2.5的一次排放持續(xù)強勁的前提下,大氣O3濃度持續(xù)攀升,其結(jié)果是大氣二次細顆粒物生成的速度加快,而且這些二次污染物在氣象條件的作用下,在城市之間相互輸送,導致我國區(qū)域性大氣重污染天氣發(fā)生。在此過程中,揮發(fā)性有機物(VOCs)是導致區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量惡化的關鍵前體物。
揮發(fā)性有機物(VOCs),其組分十分復雜,分為包括烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴的非甲烷碳氫化合物(NMHCs),包括醛、酮、醇、醚等的含氧有機化合物(OVOCs),鹵代烴,含氮化合物,含硫化合物等幾大類成千上萬種物質(zhì)。
雖然大氣中揮發(fā)性有機物濃度較低,但其在大氣中的化學反應,會顯著改變大氣物理和化學性質(zhì),從而對空氣質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。首先,大氣中的揮發(fā)性有機物(VOCs)控制大氣中臭氧的形成,是大氣氧化性增強的關鍵因素。大氣中,VOCs與OH自由基發(fā)生氧化反應,產(chǎn)生二氧化氫、過氧烷基等自由基中間體。自由基中間體促使一氧化氮向二氧化氮轉(zhuǎn)變,二氧化氮光解形成臭氧,進而形成光化學煙霧,帶來極大危害。其次,VOCs在一定條件下會轉(zhuǎn)化生成二次有機氣溶膠(SOA),這是細顆粒物PM2.5中的重要組分。最后,很多VOCs物種及其光化學產(chǎn)物對人體健康有直接危害,常見的如苯、甲苯、甲醛、乙醛、丙烯醛等。這些有毒有害揮發(fā)性有機物通過呼吸道、皮膚等進入人體,導致各種急慢性健康問題,包括粘膜刺激、炎癥、心肺疾病、癌癥等。
因此,為逐步消除我國城市群的重污染天氣,改善空氣質(zhì)量,降低可吸入顆粒物及細顆粒物濃度,控制揮發(fā)性有機物污染勢在必行。2010年國務院轉(zhuǎn)發(fā)的《關于推進大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量的指導意見》中,將VOCs列為繼SO2、NO2和PM10 之后擬重點防控的大氣污染物。在2012年10月環(huán)境保護部公布的《重點區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》中首次提出減少VOCs排放的目標,對VOCs的治理提出開展重點行業(yè)治理、完善防治體系等相關措施。而在國務院辦公廳下發(fā)的《大氣污染防治行動計劃》中更是明確了重點行業(yè)及治理具體措施,首次提出要推進針對揮發(fā)性有機物的排污收費制度,同時強調(diào)了對其排放總量進行控制,加強控制的技術研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化應用等要求。
大氣揮發(fā)性有機物防控的不足
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防控大氣揮發(fā)性有機物主要的不足體現(xiàn)在:缺乏國家的VOCs排放源清單。缺乏國家的VOCs源成分譜庫。缺乏基于環(huán)境目標的VOCs總量控制和評估技術方法。缺乏適應行業(yè)特點的VOCs控制技術和管理方法體系。
由于VOCs種類繁多、來源復雜,我國目前對大氣污染狀況的研究,對大氣VOCs來源和在大氣污染形成中作用的科學認識還遠不能滿足國家大氣環(huán)境質(zhì)量改善的管理和決策需求。防控大氣揮發(fā)性有機物主要的不足體現(xiàn)在:
缺乏國家的VOCs排放源清單。國家VOCs排放量及其地區(qū)和行業(yè)的分布是科學研究和決策支持都急需的基本信息。但是,國家VOCs家底不清也是VOCs控制管理的主要障礙。目前,我國源清單建立所需的排放因子基本依賴國外的數(shù)據(jù)庫,但我國與發(fā)達國家的污染物排放特征和強度存在較大差異,借用他國排放因子數(shù)據(jù)會降低清單結(jié)果的準確性和可靠性。另一方面,VOCs來源量大面廣,影響因素復雜,特別是我國國土面積大,地區(qū)發(fā)展不均衡,不同城市間大氣中的揮發(fā)性有機物無論濃度還是組分均存在較大差異,急需更為廣泛和細致的國家層面污染源普查行動。
缺乏國家的VOCs源成分譜庫。與SO2、NOx等大氣污染物不同,VOCs的種類與其在大氣環(huán)境中的作用密不可分。因此,需要構建反映不同來源的VOCs組成特征的成分譜庫。然而,目前我國在這一方面的工作基礎薄弱,有關的研究尚剛剛起步,急需建立國家源成分譜的測試規(guī)范、數(shù)據(jù)平臺及評估方法。
缺乏基于環(huán)境目標的VOCs總量控制和評估技術方法。作為大氣臭氧和PM2.5的關鍵前體物,VOCs實施總量控制的目的是科學實現(xiàn)國家和地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量目標。但是,VOCs排放與臭氧生成之間是非常復雜的非線性關系,而VOCs轉(zhuǎn)化對PM2.5中二次有機顆粒物(SOA)貢獻的準確量化也是一個世界性的難題。國家急需在上述領域進行集成創(chuàng)新,建立基于我國環(huán)境目標(PM2.5、O3)的VOCs總量確定的技術方法,以及VOCs控制措施的環(huán)境改善效果評估方法,特別是在重污染條件下VOCs應急控制方案及快速評估技術。
缺乏適應行業(yè)特點的VOCs控制技術和管理方法體系。按照行業(yè)的工藝特征和排放特征開展VOCs從生產(chǎn)到使用的全過程控制和管理,是國家防控VOCs污染的主要途徑。然而,我國針對不同行業(yè)的VOCs控制技術的研發(fā)水平與先進國家尚有較大差距,還沒有形成針對我國主要行業(yè)的VOCs控制技術體系,相應的排放標準、空氣質(zhì)量標準,VOCs排放收費和環(huán)境稅,VOCs總量控制的核算與監(jiān)管,以及總量控制措施的環(huán)境質(zhì)量效應評估方法等管理技術方法均亟待建立。
大氣揮發(fā)性有機物防控主要途徑
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揮發(fā)性有機物的治理是一項系統(tǒng)工程,應當納入國家環(huán)境管理體系,統(tǒng)籌規(guī)劃,著眼長遠,目標明確,有序控制。
國務院《大氣污染防治行動計劃》中明確了控制揮發(fā)性有機物排放的重點行業(yè)和針對性治理措施。如在石化、有機化工、表面涂裝、包裝印刷等行業(yè)實施揮發(fā)性有機物綜合整治,在石化行業(yè)開展泄漏檢測與修復技術改造。限時完成加油站、儲油庫、油罐車的油氣回收治理,在原油成品油碼頭積極開展油氣回收治理。完善涂料、膠粘劑等產(chǎn)品揮發(fā)性有機物限值標準,推廣使用水性涂料,鼓勵生產(chǎn)、銷售和使用低毒、低揮發(fā)性有機溶劑等。
揮發(fā)性有機物的治理是一項系統(tǒng)工程,應當納入國家環(huán)境管理體系,統(tǒng)籌規(guī)劃,著眼長遠,目標明確,有序控制。
首先,針對已經(jīng)確定的重點行業(yè),建立國家及區(qū)域VOCs排放的相關數(shù)據(jù)庫。收集和整理已有的觀測資料、衛(wèi)星資料和行業(yè)與企業(yè)的污染源普查和排污申報等信息,對其進行核實和調(diào)整,以此編制重點行業(yè)的排放源清單和排放量清單數(shù)據(jù)庫;基于揮發(fā)性有機物排放信息,收集具體組分物化性質(zhì)和毒性數(shù)據(jù),建立重點行業(yè)典型工藝所排放VOCs的物化性質(zhì)和毒性數(shù)據(jù)庫;根據(jù)行業(yè)溶劑的使用信息、物化性質(zhì)、環(huán)境毒性、健康效應,建立揮發(fā)性有機物的危害性分類分級篩選技術體系,構建典型行業(yè)揮發(fā)性有機物優(yōu)先控制名錄清單。
第二,建立VOCs排放重點行業(yè)的控制技術體系。根據(jù)VOCs實際排放特點,開展針對性減排流程與工藝的研究,利用已有基礎平臺,對催化、吸附、回收等后處理主流減排技術進行綜合評價和費效分析,篩選出經(jīng)濟、可行、高效的(綜合)治理技術,確立重點行業(yè)的優(yōu)選控制技術,并具體分析技術實施的應用前景和減排效果。最終提出重點行業(yè)典型工藝過程VOCs排放控制技術的優(yōu)先方案。開展技術減排與政策減排的比較研究,提出重點行業(yè)VOCs排放的全過程優(yōu)先控制技術,形成重點行業(yè)VOCs減排控制技術指南。
第三,確定重點行業(yè)VOCs總量減排目標和總量控制方案。綜合利用統(tǒng)計學、環(huán)境經(jīng)濟、環(huán)境管理等知識,全面考慮國家及區(qū)域未來的發(fā)展規(guī)劃及控制水平,根據(jù)《大氣污染防治行動計劃》中對環(huán)境空氣質(zhì)量和PM2.5濃度的控制要求,提出總量確定和總量分配方法。確定總量減排的戰(zhàn)略目標和階段減排目標,并根據(jù)各區(qū)域空氣質(zhì)量目標(如《北京市2013~2017清潔空氣行動計劃》)、經(jīng)濟發(fā)展水平及污染防控能力,以及重點行業(yè)關鍵源對區(qū)域的績效及污染排放量的貢獻率,確定總量分配因子,將總量指標分配至各城市重點行業(yè),確定減排目標。如果可能的話,分配到具體企業(yè)。運用情景分析法,綜合考慮重點行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃以及未來VOCs控制技術水平,設計控制方案情景,綜合分析控制方案的減排效果、經(jīng)濟合理性和技術可行性,在此基礎上提出重點行業(yè)VOCs總量控制方案建議。
第四,制定重點行業(yè)VOCs總量減排的監(jiān)管及評估方法。在確定總量減排的核算核查方法的基礎上,設計VOCs排放現(xiàn)役源和新增源總量減排的考核指標,構建總量減排績效考核體系框架。建立總量減排的綜合評估方法,包括對減排的實施效果、空氣質(zhì)量改善效果、減排成本與經(jīng)濟效益等方面的評估。
最后,確定重點行業(yè)VOCs控制政策與管理體系?疾靽庀嚓P工作經(jīng)驗,結(jié)合我國已有管理政策法規(guī)和污染解析結(jié)果, 綜合考慮相關部門、企業(yè)等各層面的需求及環(huán)境管理工作特點,探索包括VOCs排放量申報核查、VOCs排污收費、VOCs減排激勵機制在內(nèi)的各種制度,從而建立起重點行業(yè)VOCs控制政策與管理體系。
在這方面,《大氣污染防治行動計劃》明確了兩種管理措施。第一是與環(huán)境影響評價制度相結(jié)合:“嚴格實施污染物排放總量控制,將二氧化硫、氮氧化物、煙粉塵和揮發(fā)性有機物排放是否符合總量控制要求作為建設項目環(huán)境影響評價審批的前置條件”。第二是將揮發(fā)性有機物納入排污費征收范圍。2003年1月,國務院頒布了《排污費征收使用管理條例》,構筑了以總量控制為原則、以環(huán)境標準為法律界限的新的排污收費框架體系,建立了總量收費、濃度與總量相結(jié)合收費、多因子收費、補償治理成本收費等規(guī)定,并完善了管理、監(jiān)督、保證體系。但目前仍存在排污費征收標準偏低以及難以準確核定排放量等問題。如果將揮發(fā)性有機物納入征收范圍,首先要解決的便是排放源清單、排放量標準以及排放總量限值的確定問題。
我國臺灣地區(qū)環(huán)保署自2007年起對VOCs征收排污費。其所采用的“0.5噸/季度”的起征門檻制度、行業(yè)過程排放系數(shù)計量方式、三級累進差別費率和對特別物種加征費用的征收方式,在降低管理成本的同時盡可能多地減少污染物排放。值得注意的是,臺灣地區(qū)還建立了配套的減量獎勵制度和總量管理制度,形成相對完整的制度體系。減量獎勵制度設有減量獎勵金和監(jiān)測獎勵金,鼓勵企業(yè)主動監(jiān)測和減排;而總量管理制度的核心是排污權交易,企業(yè)可以保留、抵換及交易實際排放與指定排放的差額,這使得減排更具經(jīng)濟誘因,不僅有利于企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境雙贏,而且有助于推動研發(fā)出更經(jīng)濟的減排技術。

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