大氣揮發性有機物防控形勢緊迫
雖然大氣中揮發性有機物濃度較低,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,從而對空氣質量產生不利影響。為逐步消除我國城市群的重污染天氣,改善空氣質量,降低可吸入顆粒物及細顆粒物濃度,控制揮發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,是大氣污染本質特征的變化。由于社會經濟和城市化的快速發展,主要城市群正經歷由過去比較單一的大氣污染向大氣復合污染快速轉變。在大氣顆粒物包括PM2.5的一次排放持續強勁的前提下,大氣O3濃度持續攀升,其結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,導致我國區域性大氣重污染天氣發生。在此過程中,揮發性有機物(VOCs)是導致區域大氣環境質量惡化的關鍵前體物。
揮發性有機物(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。
雖然大氣中揮發性有機物濃度較低,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,從而對空氣質量產生不利影響。首先,大氣中的揮發性有機物(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自由基發生氧化反應,產生二氧化氫、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,改善空氣質量,降低可吸入顆粒物及細顆粒物濃度,控制揮發性有機物污染勢在必行。2010年國務院轉發的《關于推進大氣污染聯防聯控工作改善區域空氣質量的指導意見》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月環境保護部公布的《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃》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治理、完善防治體系等相關措施。而在國務院辦公廳下發的《大氣污染防治行動計劃》中更是明確了重點行業及治理具體措施,首次提出要推進針對揮發性有機物的排污收費制度,同時強調了對其排放總量進行控制,加強控制的技術研發和成果轉化應用等要求。
大氣揮發性有機物防控的不足
防控大氣揮發性有機物主要的不足體現在:缺乏國家的VOCs排放源清單。缺乏國家的VOCs源成分譜庫。缺乏基于環境目標的VOCs總量控制和評估技術方法。缺乏適應行業特點的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境質量改善的管理和決策需求。
缺乏國家的VOCs排放源清單。
國家VOCs排放量及其地區和行業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據庫,但我國與發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據會降低清單結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,地區發展不均衡,不同城市間大氣中的揮發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范、數據平臺及評估方法。
缺乏基于環境目標的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國家和地區的環境質量目標。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新,建立基于我國環境目標(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。
缺乏適應行業特點的VOCs控制技術和管理方法體系。 按照行業的工藝特征和排放特征開展VOCs從生產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,我國針對不同行業的VOCs控制技術的研發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的VOCs控制技術體系,相應的排放標準、空氣質量標準,VOCs排放收費和環境稅,VOCs總量控制的核算與監管,以及總量控制措施的環境質量效應評估方法等管理技術方法均亟待建立。
大氣揮發性有機物防控主要途徑
揮發性有機物的治理是一項系統工程,應當納入國家環境管理體系,統籌規劃,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》中明確了控制揮發性有機物排放的重點行業和針對性治理措施。如在石化、有機化工、表面涂裝、包裝印刷等行業實施揮發性有機物綜合整治,在石化行業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、膠粘劑等產品揮發性有機物限值標準,推廣使用水性涂料,鼓勵生產、銷售和使用低毒、低揮發性有機溶劑等。endprint