中國大氣揮發性有機物控制問題及其對策研究

楊 員 張新民 徐立榮 薛志鋼 柴發合

(1.濟南大學資源與環境學院，山東 濟南 250022;2.中國環境科學研究院環境基準與風險評估國家重點實驗室，北京 100012)

引言

大氣揮發性有機物(Volatile Organic Compounds，VOCs)是空氣中普遍存在且組成復雜的一類有機污染物的統稱，嚴重威脅人民群眾身體健康［1－5］。VOCs 在以臭氧(O3)、細顆粒物(PM2.5)和酸雨為特征的區域性復合型大氣污染中扮演重要角色，是制約社會經濟可持續發展的瓶頸之一［6］。VOCs 污染已然成為困擾我國環保的新問題，日益受到研究與關注。中國大氣VOCs 污染主要表現在兩個方面［7］:①大氣VOCs 濃度水平較高，地區差異較大;②O3和二次有機氣溶膠(Secondary Organic Aerosol，SOA)污染問題復雜和嚴重。按照《環境空氣質量標準》(GB3095－2012)評價，2014年9月全國74 個城市未達標天數比例在33.3%～100.0%之間，個別城市如保定、烏魯木齊和北京等達標天數比例不足50%，PM2.5和O3濃度超標嚴重［8］。由于VOCs 是PM2.5和O3的重要前體物，控制VOCs 排放將有利于降低PM2.5和O3的濃度，減少灰霾和光化學煙霧污染事件［9－11］。

近年來，我國開展了一系列VOCs 治理工作，2010年5月《環護部門關于推進污染物聯防聯控工作改善區域空氣質量指導意見的通知》，正式地從國家層面上提出了加強VOCs 染防治工作的要求，并將VOCs 和顆粒物等一起列為防控重點污染物。2012年10月《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃》，首次明確提出要控制VOCs，構建和完善VOCs 污染防治體系。2013年5月《揮發性有機物(VOCs)污染防治技術政策》，提出VOCs 污染防治應遵循源頭和過程控制與末端治理相結合的綜合防治技術原則。2013年9月國務院發布《大氣污染防治行動計劃》，首次提出將VOCs 納入排污費征收范圍。但由于此前治理工作重點放在放在除塵、脫硫和脫硝工作上，致使VOCS 的減排與控制工作進展緩慢。鑒于此，本文從監測未常態化、監測方法不系統、排放源成分譜研究不足、法規滯后、排放標準不健全和管理模式亟需更新升級等方面論述了中國VOCs 管控存在的問題。基于問題的綜合分析，對未來我國VOCs 管控能力建設提出了一些建議，以期為強化我國VOCs 污染控制提供借鑒和參考。

1 中國VOCs 管控存在的基本問題

1.1 監測未常態化

控制VOCs 排放的前提，首先是要對VOCs 排放量進行有效監測。“國十條”明確要求“建立環渤海包括京津冀、長三角和珠三角等區域聯防聯控機制”［12］。然而，目前VOCs 尚未納入我國常規監測項目，已有的VOCs 監測站點的設置主要以行政區劃為單元，且集中在中東部地區，不利于掌握區域VOCs 污染擴散的特征和主要污染源的排放情況。目前，除京津冀［13－20］、長三角［21－28］和珠三角地區［29－34］研究較為深入以外，我國對其它地區VOCs 污染狀況的監測甚少。

1.2 監測方法不系統

準確的VOCs 監測結果對于深入了解VOCs 濃度水平、時空分布和化學反應機理，制定和評估各項減排措施實施效果至關重要。然而，目前我國VOCs 監測分析結果的可靠性面臨兩方面的挑戰［35－37］:①在開展VOCs監測工作中，采用的方法多樣化，目標化合物也不一致;目前已有的VOCs 分類的標準方法為SUMMA 罐和吸附管采樣，分析方法的目標化合物種類十分有限，難以反映監測區域VOCs 的污染特征和狀況;②基于國內監測方法的薄弱現狀，相關標準方法往往不同程度地照搬國外標準方法，而國外VOCs 污染水平及監測目標等方面的差異決定了國外標準方法在國內應用的局限性。詳見表1。

在我國，雖然部分地區和科研組織已開展監測環境空氣VOCs 工作，但截至目前仍然沒有一套標準方法，僅有測定苯系物、苯并［a］芘、醛酮類化合物、鹵代烴、二噁英、多環芳烴等VOCs 組分的推薦標準方法，具體有氣相色譜法、氣相色譜－質譜聯用法和高效液相色譜法三種方法。監測的目標化合物種類難以反映全面監測區域VOCs 的實際污染特征和狀況。我國固定源廢氣中VOCs 的監測方法體系除適用性受限的非甲烷總烴指標外，其余的諸如丙烯醛、甲醇、氯乙烯等單項指標。方法體系缺乏綜合類指標，限制了VOCs 總量核算的科學準確性，不利于VOCs 污染水平的評估。

表1 中國環境空氣VOCs 監測方法匯總

1.3 排放源成分譜研究不足

VOCs 排放源成分譜是識別VOCs 排放源特征的基本信息，對評估VOCs 對SOA 和O3生成貢獻非常重要。陸思華(2003)［38－39］、喬月珍(2012)［40］等人開展了機動車尾氣臺架試驗，獲得不同車型在不同行駛條件下尾氣排放的源成分譜。付琳琳(2005)［41］、王伯光(2006)［42］等通過對廣州珠江隧道人為源非甲烷碳氫化合物研究，獲得了當地隧道的源成分譜。Zheng(2013)［43］等在數十家溶劑使用和噴涂企業的車間內和廢氣收集煙囪采集樣品，建立了溶劑使用的源成分譜。王伯光(2009)［44］、馬英歌(2012)［45］等測試了聚氨酯合成廠和印刷電路板廠的源成分譜。可見，我國目前開展VOCs 成分譜的研究行業有機動車、涂料生產、制藥行業、溶劑使用、工業過程、生物質燃燒和煤炭燃燒等行業［46－57］，石油化工的成分譜研究鮮有報道。現有研究存在源類有限、成分譜代表性不足、分析量少等不足。

1.4 VOCs 法規滯后

《中華人民共和國大氣污染防治法》(2000年，中華人民共和國主席令32 號)是大氣環境管理的基本依據，但未明確VOCs 的控制要求，僅有諸如有機烴類尾氣、惡臭氣體、有毒有害氣體、油煙等類似概念，已經不能滿足VOCs 污染防治的需要。部分地方政府在執行國家環境法律法規的同時，也頒布實施了高效和特色的地方VOCs 防治法律條文，但僅限于突發性事件，缺少環境準入、風險評估等方面的專項具體要求。近年來，為解決日益嚴重的灰霾和光化學煙霧等區域性大氣污染問題，減少對公眾健康的影響，我國制定了相關規劃和指導意見，但這些文件不屬于嚴格意義上的法律法規，各項目標和環境標準的實施，需要法律法規加以保障。亟待明確VOCs 污染防治的相關規定。

1.5 VOCs 排放標準不健全

VOCs 涉及的物質種類、排放行業眾多，且以無組織排放為主，而我國配套標準尚不完善，眾多涉及VOCs 的行業尚未制定VOCs 排放控制標準。原有的《大氣污染物綜合排放標準》(GB 16297－1996)對苯、甲苯、二甲苯、酚類、甲醛、乙醛、丙烯醛、丙烯腈、甲醇、氯苯類、硝基苯類、苯胺類、氯乙烯、NMHC 等的最高允許排放濃度(mg/m3)、最高允許排放速率(kg/h)和無組織排放監控濃度限值(mg/m3)進行了規定，但近20年未實時更新，限值濃度較為寬松，難以滿足現階段VOCs 治理的需求。后頒布的《飲食業油煙排放標準》(GB 18483－2001)，《儲油庫大氣污染物排放標準》(GB 20950－2007)、《汽油運輸大氣污染物排放標準》(GB 20951－2007)、《加油站大氣污染物排放標準》(GB 20952－2007)、《合成革與人造革工業污染物排放標準》(GB 21902－2008)及《橡膠制品工業污染物排放標準》(GB 27632－2011)增加了對苯并［a］芘、油煙VOCs、油氣VOCs、二甲基甲酰胺(DMF)的排放限值(mg/L)，但只是要求各種油煙氣體的總限值，并沒有給出單項控制值。此外，《惡臭污染物排放標準》(GB 14554－1993)規定了甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫醚、三甲胺的小時最大排放量限值(kg/h)，明確了居住區大氣及生產車間部分有機惡臭污染物的最高允許濃度，并制定了嚴格的工業無組織排放源的廠界濃度限值;《煉焦化學工業污染物排放標準》(GB16171－2012)規定了現有和新建焦爐生產過程備煤、煉焦、煤氣凈化、煉焦化學產品回收和熱能利用等工序大氣污染物的排放限值和特別排放限值，但GB 14554－1993 和GB16171－2012 都沒有規定達標統計和實施要求，詳見表2。綜上可知，諸如電子制造業、漆包線以及涂裝等重點VOCs 排放行業等還未制訂標準，亟待補充完善。

表2 VOCs 國家排放標準分析［58］

部分地方環保部門在執行國家層面的排放標準的同時，基于本地區VOCs 污染特征和管理目標，頒布實施了相應的VOCs 排放標準，擴展了標準中需要控制的特定項目。其中，北京市、上海市、廣東省等地方走在前列。北京市《大氣污染綜合排放標準》(DB 11/501－2007)增加了環氧乙烷、1，3－丁二烯、1，2－二氯乙烷的排放限值;上海市針對半導體行業VOCs 排放問題，頒布實施了《煉油與石油化學工業大氣污染物排放標準》(DB 11/447－2007);廣東省就典型行業VOCs排放問題，頒布實施了《家具制造行業揮發性有機化合物排放標準》(DB 44/814－2010)、《包裝印刷行業揮發性有機化合物排放標準》(DB 44/815－2010)等。我國地方排放標準仍然控制的比較粗放，排放標準體系有待進一步完善。

1.6 管理模式亟需更新升級

現階段我國VOCs 控制處于起步階段，在管理模式、管理思路等方面尚存在不足［59］。VOCs 以無組織排放為主，排放行業及排放環節眾多，成分復雜，而我國以政府為主導的傳統管理思路是規定有組織排放的污染物最大排放濃度和小時最大排放速率、無組織排放的污染物廠界濃度，已經不能滿足以無組織排放為主的VOCs 排放控制管理的要求。依據外部性內部化［60］和府際關系理論［61－62］，政府在VOCs 管控中承擔主體責任，但是我國VOCs 管理職責分散地設在環保局的不同部門，上級環保部門僅對下級環保部門提供必要的業務指導，區縣環保部門承擔了大部分管理工作。這種權責劃分，造成部門之間或互相推諉責任或爭奪管轄權等情況。總之，我國亟需突破當前VOCs 管理模式的制約。

2 未來中國VOCs 管控的建議

基于上述對我國VOCs 管控問題的綜合論述，結合我國VOCs 管理需求和管理目標，對未來我國VOCs 管控提出如下建議:

2.1 推進VOCs 環境監測常態化

托《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃》(環發〔2012〕130 號)確定的規劃范圍(面積約132.56 萬平方公里，占國土面積的13.81%)構建VOCs 監測網絡，推廣并規范VOCs 環境監測，追蹤我國VOCs 污染狀況。構建主要工業源和無組織源等排放源的排放監測技術，完善、優化國家和地區VOCs 監測點位，使監測結果能科學反映全國VOCs 排放和變化情況。

2.2 制定和完善VOCs 監測方法

在VOCs 監測過程中研究建立適合我國VOCs 污染特征及監測目標的監測系列方法體系;追蹤世界先進的VOCs 監測分析方法，建立并完善新型VOCs 的監測分析方法;補充實施現行VOCs 監測方法中仍缺少的監測分析方法標準，修訂更新部分落后的、不能滿足我國實際的VOCs 管理需求和管理目標的現行VOCs 監測分析方法標準;基于不同地區VOCs 污染特征和管理目標的不同，建議開展監測的地區結合自身客觀實際，因地制宜地選擇監測的可行技術和最佳監測方案，有經濟和技術條件的地區，可采用不同監測技術相結合的監測方案，以獲得全面的VOCs 污染特征信息。

2.3 構建本地化的VOCs 源譜數據庫

從采樣流程、樣品預處理、測試目標物、數據后處理、不確定性等方面對我國VOCs 源成分譜的測試方法進行統一規范化。開展重點工業行業如石化、有機化工、電子設備制造、合成材料等的源譜測量，對不同產品、不同工藝過程產生的VOCs 進行動態測試和調查，識別源譜特征的變化趨勢。了解各源譜的關鍵影響因子，抓住排放源的主要特征，獲取具有代表性的源譜。整理測試數據，構建具有中國特色的源譜數據平臺。

2.4 建立健全VOCs 法規

盡快整合、落實《大氣污染防治法》在網上征求的建設性思考和建議。增加以下內容:一是規范VOCs 環境信息公開、公眾參與和非組織參與監督等專節內容，明確地方政府在其轄區VOCs 達標管理中的責任和義務;二是把對灰霾和光化學煙霧污染具有重要貢獻的PM2.5和O3作為大氣污染防治的核心內容，加強NOx、VOCs 等形成SOA 和O3的重要前體物的排放控制和懲罰力度;三是加強VOCs 污染聯防聯控聯治，推動工業點源、移動源、面源及產品類污染源的減排設施建設;四是強化重污染的應對工作，控制或減少甚至是消除灰霾和光化學煙霧污染條件下的風險和危害。

2.5 建立健全VOCs 排放標準

基于環境控制技術和環境目標，進一步完善VOCs污染控制標準。一是針對石油、有機化工、涂裝作業、印刷行業、溶劑利用、儲存和運輸等重點VOCs 排放行業，制訂有針對性的行業VOCs 排放標準和行業工藝設備的VOCs 排放標準;二是針對行業的VOCs 排放方式、排放強度及排放時段，制定符合行業監管需要的排放標準，對具有“三致”作用的VOCs 要進行分類分級控制，按照危險化學品實行登記制度，強化此類VOCs 逸散泄漏情況的預防控制措施;三是對煉焦化工業、飲食業、儲油庫、油罐車、加油站、合成革與人造革和橡膠制品等行業已有的排放標準進行實時修訂;四是鼓勵地方環保部門以據國家層面的排放標準為基準，制定更加嚴格的VOCs 排放標準，也可以依法合理選擇使用項目技術引進地的排放標準。

2.6 革新以政府為主導的管理模式

一是在深化對有組織排放源管理模式研究的基礎上，逐步加強無組織排放源管控模式的基礎研究;二是實施分區管理，在京津冀、長三角、珠三角等區域VOCs 污染嚴重的地區成立專業化VOCs 監管分局對其進行重點監督檢查;三是省以下實施垂直管理，省環保局派出機構對地方VOCs 污染進行長期連續的監督管理。

3 結 語

近年來，隨著京津冀、長三角、珠三角等區域灰霾和光化學煙霧污染的高度頻發，我國逐步加強了VOCs的管控，制定了相關指導意見、區域規劃、防治技術政策和行動計劃。這些措施發揮了積極和重要的作用，有效引導了大氣VOCs 污染的治理。但縱觀全局，我國大氣VOCs 管控還存在諸多問題，突出體現在:監測未常態化、監測方法不系統、排放源成分譜研究不足、法規滯后、排放標準不健全和管理模式亟需更新升級。基于對問題的剖析，未來應從以下方面加強我國VOCs 的管控:推進VOCs 環境監測常態化、制定和完善VOCs 監測方法、構建本地化的VOCs 源譜數據庫、建立健全VOCs 法律法規、建立健全VOCs 排放標準、革新以政府為主導的管理模式。

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