制定挥发性有机化合物大气排放标准的方法研究

随着大气复合型污染日趋严重,制定有关VOCs的标准体系迫在眉睫。依据目前国内外制定排放限值的方法,探讨在缺乏新增VOCs相关空气质量标准和实测数据的情况下,确定新增VOCs排放限值的方法体系。首先,通过总结国内外标准制定的经验,提出了标准控制污染物的筛选原则,并列出了52种优先控制的单项新增VOCs和1项综合指标。然后,研究了新增VOCs的环境质量浓度和排放浓度的计算方法。最后,建议新增VOCs的环境质量浓度(Cm)选取国外环境空气质量标准,在国外缺乏质量标准的情况下,则可利用污染物车间浓度标准估算Cm值;排放浓度则根据VOCs的毒性大小,制定分级排放标准,分级排放浓度可定为5、20、100 mg/m3;无组织排放厂界浓度限值则依据Cm取值;淡化或取消VOCs排放速率控制指标。     

我国固定源挥发性有机物污染管控的现状与挑战

挥发性有机物（VOCs）成为PM_2.5和臭氧（O₃）协同控制的核心污染物之一,但目前VOCs污染控制仍处于摸索阶段,其控制措施的有效性有待总结研究.为了进一步推动VOCs管控的有效性和科学性,对VOCs的定义、表征方法、排放标准、全过程控制技术及相应制度体系的现状进行了梳理,分析了存在的问题,并提出了相应的对策建议.结果表明:①国家和地方对VOCs的定义尚未统一,导致管控范围不明确,因此建议基于VOCs的物理性质（沸点和蒸气压）确定其管控范围,并与恶臭物质、有毒有害污染物分类协同控制,研究制定豁免清单和优先控制清单.②通过比较VOCs表征和监测方法的差异发现,非甲烷总烃（NMHC）的检测方法在稳定性、可靠性方面尚存在不足,建议建立总碳氢化合物（THC）与NMHC相结合的监测方法.③基于全过程控制技术体系的概念,分析并发现源头控制、过程控制、末端治理措施实施中存在投入和产出不平衡、稳定达标困难等问题,建议基于治理措施的全生命周期综合效益评价,建立最佳治理技术筛选方法.④针对VOCs排放总量控制制度与排污许可证制度、排放税制度等尚未有效联动的问题,建议统一总量核算办法、增设专门的VOCs排放税.⑤鉴于国家和地方排放标准存在差异,建议制定区域一体化排放标准以避免某些产业在有限区域内简单转移.      

2011~2019年中国工业源挥发性有机物排放特征

为阐明近年来我国工业源挥发性有机物（volatile organic compounds,VOCs）排放特征,对排放源分类体系进行完善并采用动态排放因子法,建立了2011~2019年中国工业源VOCs排放清单.结果表明,全国工业源VOCs排放量从2011年11122.7 kt增长到2017年13397.9 kt,而后增长势头得到遏制并略有下降,到2019年下降至13247.0 kt.4个环节的排放结构发生改变,基础化学原料制造、汽油储运、涂料、油墨、颜料及类似产品和工业防护涂料涂装等排放源对相应环节的排放贡献不断上升,相反汽车、集装箱制造与石油和天然气加工等行业排放贡献有所下降.2019年全国工业源VOCs排放中,工业涂装、印刷和基础化学原料制造排放量大（共占总量的39.2%）,且近9年排放占比不断增加,是今后需关注的重点排放源;空间上,华东和华南地区VOCs排放最多,山东、广东、江苏和浙江是贡献最大的4个省份,合计占总量的40.6%.     

我国挥发性有机液体储库VOCs排放标准现状分析

针对地方政府、VOL（挥发性有机液体）储库和治理企业进行VOCs（挥发性有机物）治理时面临排放标准选择困惑的现状,根据地方行业性标准>国家行业性标准>地方综合标准>国家综合标准的标准选择顺序,对我国部分地区（北京市、上海市、厦门市、重庆市）现行的相关排放标准进行分析.结果表明:①对于汽油储库,全国均执行GB 20950—2007《储油库大气污染物排放标准》（北京市除外）;②对于原油及成品油（汽油除外）储库,各地区优先执行本地区《工业企业挥发性有机物排放控制标准》,其次是本地区《大气污染物综合排放标准》,最后是国家的GB 16297—1996《大气污染物综合排放标准》,北京市、上海市、厦门市和重庆市《大气污染物综合排放标准》中NMHC（非甲烷总烃）最高允许排放质量浓度分别是GB 16297—1996标准限值的42%、58%、83%和100%;③工业企业VOCs排放标准或大气污染物综合排放标准的NHMC最高允许排放质量浓度约为GB 20950—2007标准限值的3‰,因此准确选择排放标准显得尤为重要.研究显示,生态环境部应尽快修订GB 20950—2007,将适用范围扩大为原油及成品油或VOL储库,并适度加严标准限值,推动行业有序发展.      

汽车零配件涂装过程VOCs排放特征与案例分析

VOCs（挥发性有机物）现已被列为我国大气环境领域的核心污染物.随着汽车零配件制造行业减排要求的提出,于2018年6月选取典型汽车零配件制造企业,采用美国TO-15方法分析VOCs物种,采用FID（氢离子火焰检测器）对NMHC（非甲烷总烃）进行实测,分析汽车零配件涂装过程的VOCs排放特征.结果表明:①由于分析方式的不同,有组织排放的ρ（NMHC）比ρ（VOCs）高1.3~1.9倍,其中末端未安装VOCs处理设施的排气筒排放的ρ（NMHC）最高.②汽车零配件涂装过程排放的主要VOCs物种质量浓度占比范围分别为46.72%~98.33%（芳香烃）、1.20%~52.90%（含氧VOCs）,其中ρ（二甲苯）、ρ（苯系物）超标（DB 31/933—2015《大气污染物综合排放标准》）情况较为严重.③未进入VOCs处理装置前的VOCs物种组成与原辅料中VOCs物种组成一致,二者主要VOCs物种的质量分数大致相同,说明生产工艺的不同对VOCs的排放组成影响较小.④比较RTO（蓄热式热力燃烧装置）和活性炭吸附装置处理VOCs前、后废气组成的差异发现,活性炭吸附装置处理对VOCs排放的组成基本无影响,经RTO处理后排放物种以芳香烃和含氧VOCs为主,但是w（芳香烃）和w（含氧VOCs）变化不一致,说明RTO对芳香烃和含氧VOCs处理效率不同.研究显示,为满足国家对汽车零配件制造行业VOCs的减排要求,源头使用高固分涂料或水性涂料替代溶剂型涂料,优化过程收集系统,增强末端处理技术的净化效果、安全性和稳定性,是实现汽车零配件制造行业全过程减排的重要手段.      

涂料制造行业挥发性有机物排放成分谱及影响

采用不锈钢采样罐对华东地区8家涂料制造企业生产车间排口进行采集,运用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）测定了106种VOCs组分,识别了VOCs排放特征,建立了溶剂型涂料和水性涂料VOCs排放成分谱,分析了VOCs对臭氧生成的贡献.结果表明,涂料制造行业VOCs特征组分主要为芳香烃和含氧烃,两者浓度范围在65.5%~99.9%,溶剂型涂料VOCs排放主要以芳香烃为主,占总VOCs的63.0%~94.0%;水性涂料VOCs排放主要以含氧烃为主,占总VOCs的54.5%~99.9%.间/对-二甲苯（32.4%）、乙苯（19.0%）和乙酸乙酯（12.1%）为溶剂型涂料源排放特征,乙酸乙酯（83.7%）与2-丁酮（8.0%）为水性涂料源排放特征.芳香烃和含氧烃是涂料制造行业的主要活性组分,对臭氧生成潜势（OFP）的总贡献率在92.9%~99.9%之间.源反应活性分析（SR）表明,水性涂料单位质量VOCs对臭氧的生成贡献低于溶剂型涂料,因此可显著降低臭氧的生成潜势.研究显示,针对涂料制造行业VOCs污染治理,应重点关注芳香烃和含氧烃中对臭氧生成潜势贡献较大的VOCs组分,进行源头和精细化控制.     

工业挥发性有机物排放控制的有效途径研究

挥发性有机物（VOCs）由于易挥发性,其控制途径有别于其他大气污染物.通过对VOCs排放特点的研究,提出了源头控制、有组织排放控制、无组织排放控制和总量控制四类控制途径,并对每类控制途径的控制方式进行了分析比较.     

挥发性有机污染物排放控制标准制订中的关键技术问题研究

研究分析了挥发性有机污染物排放标准制订中4个关键技术问题:污染因子选择、控制指标确定、限值的确定以及技术管理措施.结果表明,应根据毒性和光化学反应性选择污染因子;确定控制指标应既考虑有组织控制指标,又考虑无组织的控制指标;确定排放限值应明确是基于控制技术还是基于健康风险;同时制定技术管理措施以通过源头和过程控制挥发性有机污染物排放.     

燃煤电厂大气汞及其他痕量元素排放标准研究

为探究中国超低排放燃煤电厂汞及其他有害痕量元素未来标准制定的可行性及建议,综合比对了中国与欧盟、美国等发达国家燃煤电厂大气痕量元素排放标准限值,并基于燃煤电厂现场测试相关文献调研分析,系统地评估了中国燃煤电厂汞及其他9种典型痕量元素（砷、铅、硒、镉、铬、锑、钴、镍和锰）的排放现状.结果表明：与美国、欧盟、加拿大等发达国家相比,目前我国燃煤电厂大气污染物排放标准限定的痕量元素污染物种类较为单一（仅规定了烟气汞及其化合物排放限值,≤30μg/m³）且排放标准限值较为宽松;在全国燃煤电厂已普遍完成超低排放升级与改造的新形势下,现行的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）已难以起到对燃煤电厂大气汞及其他痕量元素排放控制的实际限制作用和对先进新技术的示范引领作用.作为世界上的最大燃煤消费国,中国燃煤电厂每年消耗煤炭占中国煤炭消费总量的一半左右,是国际社会和《关于汞的水俣公约》重点关注的排放源.因此,推动燃煤电厂大气汞排放标准限值的修订及其他有害痕量元素排放标准的制定,对于保护生态环境和公众健康及国际履约均具有较大的可行性及重要的现实意义.     

关于农村生活污水排放标准的思考

目前,中国尚未制定专门的农村生活污水排放标准,影响了农村水污染防治工作的顺利开展,制约了农村水环境的改善.制定农村生活污水排放标准的关键是确定污染物排放限值,在系统研究了国内外废水污染物排放限值的制定思想、依据与技术方法的基础上,提出了基于总量控制制定中国农村生活污水污染物排放限值的基本设想,并结合中国农村生活污水水质水量特点及排放特征,提出了确定农村生活污水污染物排放限值的几点建议.     

国外固定源VOCs排放控制法规与标准研究

对美国、欧盟、日本的固定源VOCs排放控制法规和标准进行了研究,提出了我国VOCs排放控制及其标准制订建议.笔者认为,应从健全VOCs排放标准体系、创新VOCs排放控制思路、提高VOCs排放控制效率、统一VOCs监测考核方法几方面入手,借鉴国外成功的环境管理思路和经验,以及相应法规、标准要求,走出一条适合我国的简便高效的VOCs控制之路.     

中美欧燃煤电厂大气污染物排放标准的比较

科学制定污染物排放标准是治理环境污染问题的重要措施之一,欧美等发达国家分别制定了适合本国国情的污染物排放标准,并进行了多次修订。为借鉴欧美等发达国家在电力行业污染物控制的成功经验和科学制定我国火电大气污染物排放标准,对比分析了中美欧等国家燃煤电厂大气污染物SO2,NOx和颗粒物排放控制历程,当前中美欧现行燃煤电厂排放标准和控制技术水平及我国火电污染物控制现状,提出了科学制定我国燃煤电厂大气污染物排放标准的建议。     

合成树脂行业挥发性有机物排放成分谱及影响

使用SUMMA罐采集华东地区5类典型合成树脂企业有组织排口样品,通过气相色质联用技术（GC-MS）定量分析106种VOCs,计算了合成树脂行业排放量、排放系数和不确定性,分析了VOCs的排放特征和臭氧生成潜势,建立了5类合成树脂VOCs排放成分谱.结果表明：合成树脂企业VOCs排放量为346~3467kg/a,5类合成树脂排放系数为0.06~1.24g/kg,其中涂料树脂（CR）类企业排放量和排放系数均最大.芳香烃、含氧烃（OVOCs）和卤代烃是合成树脂行业VOCs排放基本组分,累计占比范围是73.2%~98.3%.涂料树脂、酚醛树脂（PF）、聚氨酯（PU）、共聚物树脂（ABS）和聚碳酸酯（PC）特征污染物分别为：甲基异丁基酮、苯、甲苯、苯乙烯和二氯甲烷.合成树脂企业臭氧生成潜势（OFP）为22.7~202.5mg/m³,源反应性（SR）为0.3~4.6g/g,CR类企业OFP和SR均最大.合成树脂行业SR处于各行业平均水平.芳香烃、OVOCs和烯炔烃是合成树脂行业的主要光化学活性组分,累计OFP贡献率为64.1%~100.0%,苯、甲苯、甲基异丁基酮、乙烯、苯乙烯是合成树脂行业关键活性物种.研究显示,合成树脂行业VOCs治理应管控芳香烃和OVOCs的排放,重视污染物恶臭问题和卤代烃溶剂的危害,减排VOCs排放量大、臭氧生成能力强的CR类企业.     

重点工业涂装行业VOCs减排路径与潜力评估

工业涂装行业是挥发性有机化合物（VOCs）综合治理的重点行业之一,涉及行业广,排放环节多,排放量大.确定不同行业的排放特点、治理现状与减排潜力是制定差异化的防治技术路线的基础.本文根据工业涂装行业排放占比,选取家具、汽车整车、汽车零部件、集装箱、机械制造、船舶、钢结构等行业开展源头替代、涂装工艺和设备、无组织排放收集以及末端治理等环节VOCs减排研究,分行业归纳总结VOCs排放特征,梳理VOCs控制技术在各行业的应用情况,评估各行业VOCs全过程控制整体水平,识别工业涂装VOCs控制的薄弱环节,计算不同减排路径下各行业的减排潜力.结果表明：(1)工业涂装行业普遍存在低VOCs含量涂料替代不足、自动化涂装方式占比低、无组织收集率偏低以及高端末端治理设施覆盖率偏低等问题,实施工业涂装行业全过程控制具有较大的减排潜力.(2)不同工业涂装行业减排重点应有所差别,木质家具、船舶和钢结构的VOCs减排潜力主要为源头替代及工艺改进,其减排潜力分别占本行业总减排潜力的80.3%、75.5%和68.2%,而汽车制造、集装箱、机械制造行业的重点减排环节以无组织收集和末端治理为主,该环节减排潜力分别占本行业...     

京津冀区域人为源VOCs排放特征及管控策略

挥发性有机物(volatile organic compounds, VOCs)是细颗粒物(PM_2.5)与臭氧(O3)的重要前体物,对我国城市复合污染的形成有重要影响,京津冀区域大气污染问题严峻,VOCs排放源类别复杂,且排放量基数大,亟需形成有效的VOCs管控策略.因此选取京津冀区域人为源VOCs排放为研究对象,建立2018年分行业分物种VOCs排放清单,并基于实测与文献调研的行业VOCs成分谱数据,获取各排放源臭氧生成潜势(ozone formation potential, OFP)与二次有机气溶胶生成潜势(secondary organic aerosol formation potential, SOAP),同时构建VOCs排放源优先控制分级技术方法,计算各排放源分级指数,明确优先控制排放源目标.结果表明：(1)京津冀区域2018年人为源VOCs排放总量为214.0×10⁴ t,其中芳香烃、烷烃与含氧有机物为主要物种.(2)小型客车、工业防护涂料、重型货车、焦化行业是OFP与SOAP的最主要来源.(3)工业防护涂料、小型客车、重型货...     

珠三角2010~2017年主要工业源VOCs排放结构与组分变化

以工业密集的珠江三角洲地区为研究对象,通过建立2010~2017年主要工业源VOCs排放趋势清单和成分谱数据集,识别了VOCs总量排放趋势和组分结构变化特征,并探讨了典型工业行业VOCs排放结构与组分特征变化的原因.结果显示,2010~2013年珠三角主要工业源VOCs排放量从38万t上升至41万t,而后由于VOCs减排政策的落实持续下降,2017年降至32万t.VOCs组分以间对二甲苯、甲苯、乙苯等芳香烃、乙酸乙酯、丁酮等含氧VOCs和异丁烷等烷烃组分为主.水性涂料替代和末端治理设施等控制政策对工业源VOCs排放与组分结构均有一定程度的影响,排放结构上,金属表面涂装、家具制造、橡胶与塑料制品等行业排放贡献有所下降,组分结构上,芳香烃组分总体下降显著,而烷烃和OVOCs组分占比上升.     

珠三角2010~2017年主要工业源VOCs排放结构与组分变化

以工业密集的珠江三角洲地区为研究对象,通过建立2010~2017年主要工业源VOCs排放趋势清单和成分谱数据集,识别了VOCs总量排放趋势和组分结构变化特征,并探讨了典型工业行业VOCs排放结构与组分特征变化的原因.结果显示,2010~2013年珠三角主要工业源VOCs排放量从38万t上升至41万t,而后由于VOCs减排政策的落实持续下降,2017年降至32万t.VOCs组分以间对二甲苯、甲苯、乙苯等芳香烃、乙酸乙酯、丁酮等含氧VOCs和异丁烷等烷烃组分为主.水性涂料替代和末端治理设施等控制政策对工业源VOCs排放与组分结构均有一定程度的影响,排放结构上,金属表面涂装、家具制造、橡胶与塑料制品等行业排放贡献有所下降,组分结构上,芳香烃组分总体下降显著,而烷烃和OVOCs组分占比上升.     

汽车维修行业挥发性有机物排放特征及大气化学反应活性

汽车维修行业挥发性有机物排放是臭氧前体物VOCs的重要来源,但目前汽车维修行业的VOCs减排政策主要基于VOCs的排放量,而没有考虑其化学反应活性,这将影响VOCs减排对改善空气质量的效果.通过分析汽车维修企业不同工段VOCs的产排污节点,结合各工段油漆用量及其VOCs质量分数,采用物料衡算法获得不同工段VOCs产生量及其组分,系统分析末端尾气VOCs的排放特征,并通过计算其臭氧生成潜势评估VOCs各组分的大气反应活性.结果表明,汽车维修行业油漆中产生的VOCs组分主要为苯系物,其中乙酸丁酯和二甲苯的质量分数最高.清漆由于其本身VOCs质量分数较高且用量较大,为汽车维修行业最大的VOCs排放源（92%）.企业采用油性面漆VOCs产生量（22%）比水性面漆（3%）有较大程度增大,采用水性漆对汽修企业减少VOCs排放有显著效果.排气筒尾气中共检测出49种VOCs组分,前10种VOCs组分排放量占总排放量的97.9%,种类相对集中.主要污染物类别为芳香烃类（10种,30.90%~69.30%）,主要组分有间/对-二甲苯（2.89%~45.00%）;其次为OVOC （12种）和卤代烃（22种）,贡献率分别为8.82%~43.71%和2.40%~25.00%,其他组分相对含量较少.芳香烃是汽车维修企业VOCs排放的最大组分,但是在不同研究中主要VOCs种类差异较大.汽车维修企业排放VOCs的OFP平均值为194.04 mg·m^-3,SR平均值为3.37 g·g^-1.间/对-二甲苯对汽车维修行业OFP贡献率最大（70.24%）,为优先控制污染物.芳香烃对OFP的贡献率达到99.29%,是化学反应活性最强的组分.酯类在汽车维修行业VOCs组分中占比较大,但对OFP的贡献率相对较低,因此汽车维修行业应重点控制芳香烃类物质的排放.     

我国木器涂料及汽车涂料中挥发性有机物特征

目前,工业源有机溶剂相关的实测型研究在我国鲜见报道,为摸清我国工业源有机溶剂挥发性有机物（volatile organic compounds,VOCs）含量及物种情况,提供建立我国工业源有机溶剂使用源排放清单所需的排放因子,选取我国用量均高居全球第一的木器涂料及汽车涂料开展研究.通过到企业采样及市场购买等途径获取涂料样品,按国内涂料相关标准检测方法进行测定,获取涂料中VOCs含量及成分谱,并计算其臭氧生成潜势（ozone formation potential,OFP）.结果表明,在木器涂料中,溶剂型、水性和光固化（ultra-violet,UV）涂料的平均VOCs含量（质量分数）分别为37.28%、9.88%和18.02%.汽车涂料中,水性原厂漆、溶剂型原厂漆、水性修补漆和溶剂型修补漆的平均VOCs含量分别为15.06%、59.90%、11.79%和54.50%.不同种类的涂料VOCs含量差异巨大.水性涂料的主要组分及OFP贡献者为醇醚类,溶剂型涂料的为苯系物及酯类,UV涂料的为酯类和醇醚类.涂料样品的均值均可满足现行强制性国家标准,但存在12%的溶剂型木器涂料样品和42%的溶剂型汽车原厂漆样品未达标.此外,除了水性木器涂料的苯系物超标外,其余涂料样品中规定的有害物质含量均达标.