天津港VOCs環(huán)境現(xiàn)狀及污染控制技術(shù)研究

喬建哲，常 華，壽幼平，董世培，毛天宇

(1.交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所/水路交通環(huán)境保護(hù)技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300456；

2.天津泰達(dá)水業(yè)有限公司，天津 300457)

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天津港VOCs環(huán)境現(xiàn)狀及污染控制技術(shù)研究

喬建哲1，常 華2，壽幼平1，董世培1，毛天宇1

(1.交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所/水路交通環(huán)境保護(hù)技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300456；

2.天津泰達(dá)水業(yè)有限公司，天津 300457)

摘要：以天津港為例介紹了近年來港口VOCs環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測技術(shù)及規(guī)范的變化情況，分析了現(xiàn)階段環(huán)境監(jiān)測過程中存在的問題，并對我國碼頭VOCs控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行了簡述。

關(guān)鍵詞：揮發(fā)性有機(jī)物；碼頭；監(jiān)測

1引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長，航運(yùn)業(yè)取得了長足的發(fā)展，港口完成貨物吞吐量連續(xù)多年位居世界首位。由于目前我國港口大氣污染防治水平相對落后，空氣污染形勢日趨嚴(yán)重，尤其是長三角、珠三角和京津冀等港口發(fā)展較快的地區(qū)，港口大氣污染已成為大氣污染的重要來源之一。[1]

港口內(nèi)的大氣污染排放的主要載體是進(jìn)出港口的船舶和貨車以及機(jī)械設(shè)備，具體為：以煤為主的煤炭碼頭粉塵排放；以油氣揮發(fā)為主的油碼頭揮發(fā)性有機(jī)物排放；船舶在進(jìn)出港和?？窟^程中的NOx、SO2、顆粒物排放；港口作業(yè)機(jī)械及運(yùn)輸車輛的排放[2]。隨著中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，大氣污染類型已由單一煤煙型污染轉(zhuǎn)變?yōu)槊簾熜团c機(jī)動(dòng)車污染、光化學(xué)污染并存的新型大氣復(fù)合污染，揮發(fā)性有機(jī)物的排放越來越受到人們的重視。

揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCS：volatile organic compounds)含有多種致癌組分，大比例的不飽和烴對形成光化學(xué)煙霧和臭氧污染作用較大。因此，國際上十分重視對VOCS大氣污染的治理。本文以天津港為例，從港口VOCS污染現(xiàn)狀、新建碼頭采取的防治措施等方面的情況進(jìn)行介紹，對現(xiàn)狀存在的問題提出建議。

2天津港VOCS現(xiàn)狀及控制技術(shù)

2.1天津港總體規(guī)劃介紹

根據(jù)《天津港總體規(guī)劃(2011-2030)》，目前天津港為“一港八區(qū)”，布置基本分為北疆港區(qū)、南疆港區(qū)、東疆港區(qū)、海河港區(qū)、北塘港區(qū)、大沽口港區(qū)、高沙嶺港區(qū)、大港港區(qū)(圖1)。其中功能定位中包含液體散貨的港區(qū)包括南疆港區(qū)和大港港區(qū)。規(guī)劃對于這兩個(gè)港區(qū)的定位如下：“南疆港區(qū)：煤炭、鐵礦石、石油及制品等大宗散貨中轉(zhuǎn)運(yùn)輸港區(qū)。大港港區(qū)：服務(wù)于天津市重化工業(yè)的布局調(diào)整，近期重點(diǎn)服務(wù)于南港工業(yè)區(qū)石化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以石油及制品運(yùn)輸為主，遠(yuǎn)期結(jié)合冶金工業(yè)的布局，預(yù)留大宗散貨運(yùn)輸可能?！庇捎诖蟾鄹蹍^(qū)尚處于起步階段，南疆港區(qū)開發(fā)較早，且已有企業(yè)進(jìn)駐，本底已經(jīng)發(fā)生了變化，本文選取南疆港區(qū)作為研究對象。

2.2南疆港區(qū)及周邊港區(qū)污染現(xiàn)狀及監(jiān)測技術(shù)發(fā)展過程

2.2.12013年之前的監(jiān)測

根據(jù)天津港近年建設(shè)過程中采用的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，在2013年之前，環(huán)境管理部門尚未提出關(guān)于VOCs的監(jiān)測方法及技術(shù)規(guī)程，此時(shí)的監(jiān)測內(nèi)容主要以單項(xiàng)監(jiān)測為主。

根據(jù)塘沽環(huán)境監(jiān)測站于2012年1月在南疆港區(qū)及北側(cè)的東疆港區(qū)、南側(cè)的大沽口港區(qū)進(jìn)行了環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測，由資料可知，這次監(jiān)測將揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測分為非甲烷總烴、苯、甲醇、二甲苯四項(xiàng)特征因子分別監(jiān)測。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果可知，各監(jiān)測點(diǎn)苯、非甲烷總烴、甲醇、二甲苯的小時(shí)濃度均可達(dá)到相應(yīng)控制標(biāo)準(zhǔn)要求，其中苯、二甲苯在大部分站位未檢出，甲醇在全部站位未檢出，工程區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量良好。

2.2.22013年監(jiān)測

2013年，VOCS污染已逐步受到社會(huì)的關(guān)注，在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范尚未完備的情況下，環(huán)境管理部門推薦采用《室內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和相關(guān)研究成果對VOCS進(jìn)行環(huán)境影響評價(jià)，同時(shí)仍監(jiān)測非甲烷總烴作為參考。揮發(fā)性有機(jī)物的測定方法根據(jù)中華人民共和國國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)境空氣 揮發(fā)性有機(jī)物的測定 吸附管采樣-熱脫附/氣相色譜-質(zhì)譜法(HJ 644-2013)》測定。

根據(jù)天津市環(huán)科檢測技術(shù)有限公司于2013年3月在南疆港區(qū)進(jìn)行的環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查可知，各站位非甲烷總烴及揮發(fā)性有機(jī)物小時(shí)濃度均滿足評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2.32014年監(jiān)測

環(huán)境保護(hù)部于2014年推出了《固定污染源廢氣 揮發(fā)性有機(jī)物的采樣 氣袋法》(HJ 732-2014)、《泄漏和敞開液面排放的揮發(fā)性有機(jī)物檢測技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 733-2014)、《固定污染源廢氣 揮發(fā)性有機(jī)物的測定 固相吸附-熱脫附/氣相色譜-質(zhì)譜法》(HJ 734-2014)等3項(xiàng)VOCS相關(guān)監(jiān)測方法，并于2015年2月1日起實(shí)施。

運(yùn)用該方法，2014年5月天津市環(huán)科檢測技術(shù)有限公司在南疆港區(qū)北側(cè)的東疆港區(qū)的監(jiān)測結(jié)果顯示，各個(gè)站位揮發(fā)性有機(jī)物小時(shí)濃度均滿足評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3碼頭VOCS控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

目前碼頭的VOCS控制技術(shù)主要是針對油船、液體化學(xué)品運(yùn)輸船以及油品、液體化工品罐區(qū)裝配的尤其回收設(shè)施。其中罐區(qū)的油氣回收設(shè)施起步較早，也相對易于實(shí)現(xiàn)，碼頭油氣回收是近年來開始受到人們重視的。

3.1國外碼頭VOCs控制技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

國際海事組織(IMO)在1997年9月批準(zhǔn)《73/78防污公約》新增加防止船舶造成大氣污染規(guī)則，并于2005年5月19日生效。美國沿岸各州政府從1998年開始要求進(jìn)入其港口裝貨的油輪使用油氣回收系統(tǒng)，并陸續(xù)在各裝船港口配備VOCs接收裝置。

挪威卑爾根港附近的Mongstad油港已著手進(jìn)行油氣回收系統(tǒng)的改造，在岸上增設(shè)相應(yīng)的VOCs接收和處理裝置。瑞典已在50多個(gè)液體散貨裝船碼頭上建造VOCs回收系統(tǒng)，采用的技術(shù)之一是利用低溫煤油向吸收裝置中噴淋，以吸收裝置中的蒸發(fā)氣體，回收率可達(dá)98%左右[3]。

3.2國內(nèi)碼頭VOCs控制技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

根據(jù)對沿海、沿江各液體散貨裝船港的調(diào)查，碼頭油氣回收技術(shù)投入實(shí)際應(yīng)用范例較少。天津港、廈門港、青島港、南京港、廣州港均有碼頭安裝了油氣回收設(shè)備，天津港、廈門港、廣州港的油氣回收設(shè)備因設(shè)計(jì)選型和多種化工廢氣混雜原因未使用，南京港設(shè)備因管道運(yùn)輸替代船舶運(yùn)輸而停用，青島港黃島化工廠碼頭石腦油油氣回收設(shè)備直接采用日本新日公司設(shè)備(3000m3/h)和美國喬丹公司設(shè)備(500m3/h)，使用4年，效果良好。寧波港及大連港的新建油碼頭也都安裝了油氣回收系統(tǒng)。而國內(nèi)其他大型港口的氣體回收裝置僅安裝在個(gè)別裝載毒性強(qiáng)的液體化工碼頭。

3.3天津港擬建在建碼頭的VOCs控制技術(shù)

目前在天津港港區(qū)液化碼頭的VOCs控制技術(shù)以管理措施為主，偏重于對于油品、化學(xué)品跑、冒、滴、漏的防控。對于VOCs的回收技術(shù)的應(yīng)用處于起步階段，專業(yè)化碼頭安裝單獨(dú)油氣回收設(shè)施的相關(guān)技術(shù)尚未成熟。參考天津港圣瀚石化碼頭工程油氣回收方法：在碼頭設(shè)置與庫區(qū)聯(lián)通的管道，通過真空泵抽吸形成負(fù)壓，將逸散的油氣通過管道進(jìn)入庫區(qū)收集裝置，由庫區(qū)進(jìn)行處理。處理規(guī)模為800m3/h，造價(jià)約120萬元。

4結(jié)語

通過以上分析可知，新的VOCs監(jiān)測方法于2014年頒布，2015年實(shí)施。港口建設(shè)的起步階段正處于相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)的確立期。近幾年得監(jiān)測內(nèi)容及監(jiān)測方法差異較大，難以形成有效的對比分析及趨勢分析。同時(shí)，新標(biāo)準(zhǔn)確立后尚未有新建液體散貨碼頭，也沒有統(tǒng)一的區(qū)域跟蹤監(jiān)測計(jì)劃。對港區(qū)VOCs污染趨勢性分析的數(shù)據(jù)樣本量尚不足。

我國碼頭VOCs控制技術(shù)的發(fā)展尚處于起步階段，國內(nèi)碼頭VOCs的專業(yè)接收設(shè)施缺少穩(wěn)定運(yùn)行的實(shí)例可供參考，國外成熟的技術(shù)尚未在國內(nèi)得到推廣。同時(shí)，在缺乏有效監(jiān)管手段的前提下，僅依靠碼頭運(yùn)營單位自主加大環(huán)保投入的模式難以得到保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國交通運(yùn)輸部．2013年交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)[R].北京：中華人民共和國交通運(yùn)輸部，2014.

[2]UgurKesgin，NurtenVardar．Astudyonexhaustgas emissionsfromshipsinTurkishStraits[J]．Atmospheric Environment，2001(35):1863～1870．

[3]潘海濤．油氣回收技術(shù)在港口油品碼頭中的應(yīng)用[C]//中國土木工程學(xué)會(huì)·港口工程分會(huì)技術(shù)交流文集.北京：人民交通出版社，1994-2012:112～116.

文章編號(hào)：1674-9944(2016)02-0035-02

中圖分類號(hào)：X511

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作者簡介：喬建哲(1983—)，男，河北人，碩士，工程師，主要從事環(huán)境工程方面的研究工作。通訊作者：毛天宇(1978—)，男，黑龍江人，碩士，高級(jí)工程師，主要從事環(huán)境工程方面的研究工作。

基金項(xiàng)目：水運(yùn)行業(yè)原油裝卸VOC排放清單建立及回用技術(shù)研究(編號(hào)：TKS140218)

收稿日期：2015-11-11