南京VOCs排放的臭氧生成潛勢（OFP）分析與VOCs控制措施研究

王慶九+謝放尖+楊峰+李潔

摘 要：南京市是東部地區(qū)發(fā)達(dá)的工業(yè)城市，工業(yè)類別包括鋼鐵、化工、汽車、醫(yī)藥、包裝印刷等眾多行業(yè)，每個行業(yè)所釋放的VOCs的化學(xué)組分、物理特性各異，VOCs排放的臭氧生成潛勢也各不相同。該研究從分析南京市VOCs排放的大氣氧化活性出發(fā)，分析VOCs各組分生成臭氧的能力，并尋找VOCs的控制措施與策略。

關(guān)鍵詞：VOCs；臭氧生成潛勢（OFP）；控制措施

中圖分類號 X515 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）23-0086-2

1 前言

VOCs在光照下能與氮氧化物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，形成光化學(xué)煙霧，影響大氣能見度、危害人和動物的健康[1]；光化學(xué)反應(yīng)所生成的臭氧是我國東部地區(qū)主要的大氣污染因子之一。控制與削減臭氧已經(jīng)成為這些城市環(huán)保部門的重點工作。南京市是東部地區(qū)發(fā)達(dá)的工業(yè)城市，工業(yè)類別包括鋼鐵、化工、汽車、醫(yī)藥、包裝印刷等眾多行業(yè)，每個行業(yè)所釋放的VOCs的化學(xué)組分、物理特性各異，不同的VOCs化學(xué)組分、物理性質(zhì)各異，排放到大氣中參與反應(yīng)的活性也不盡相同。VOCs排放的臭氧生成潛勢（Ozone formation potential，以下簡稱OFP）能夠用來評估VOCs排放在大氣中參與反應(yīng)生成臭氧的潛力，并為VOCs控制措施的制定提供一定的指導(dǎo)意見[2]。本研究從分析南京市VOCs排放的大氣氧化活性出發(fā)，分析VOCs各組分生成臭氧的能力，并尋找VOCs的控制措施與策略。

2 VOCs排放的大氣氧化活性

各組分VOCs排放的臭氧生成潛勢由該組分的排放量乘以相應(yīng)的最大增量反應(yīng)（Maximum incremental reactivity，MIR）因子[3]得到，如下式所示：

式中：OFPi，n表示排放源i排放的組分n的臭氧生成潛勢；Ei表示排放源i的VOCs排放量；MIRk表示組分n的MIR值（g-O3/g-VOCs）。

3 南京VOCs排放分部門臭氧生成潛勢（OFP）

2014年南京市各類污染源VOCs排放的OFP總量為39.7萬t，詳見圖1。工業(yè)過程源排放OFP值為18.6萬t，貢獻(xiàn)百分比為46.8%；溶劑產(chǎn)品使用源、移動源OFP值分別為12.8萬t、5.8萬t，貢獻(xiàn)百分比為32.3%、14.6%。

工藝過程源各子部門VOCs排放量及OFP見圖2。煉油和化工是OFP最高的子部門，OFP值為13.4萬t，占工藝過程源的67.8%；其次是鋼鐵冶煉（5.1萬t，25.8%）。

4 VOCs排放分組分臭氧生成潛勢（OFP）

2014年南京市VOCs臭氧生成潛勢總量為36.75萬t。OFP最高的26種組分如圖3所示。這26種組分的OFP值占所有組分（516種）的80%。OFP最高的物種丙烯（4.38萬t，12.0%），其次是乙烯（4.20萬t，11.5%），再次是甲苯（3.33萬t，9.1%）。烯烴對OFP的貢獻(xiàn)達(dá)40.3%，其后是苯系物和烷烴，貢獻(xiàn)分別達(dá)到了35.0%、13.6%。由圖3可見各組分的排放量和其OFP高低次序有較大差異，因此在制定VOCs控制措施時不能只考慮VOCs排放量，同時也應(yīng)對排放的反應(yīng)活性進(jìn)行評估才能取得較好的投入/環(huán)境效益比率。

5 VOCs污染防治措施及對策

根據(jù)南京市揮發(fā)性有機(jī)物排放特征以及臭氧生成潛勢分析，VOCs污染防治措施與對策如下。

5.1 加強(qiáng)石化企業(yè)VOCs排放控制 加強(qiáng)石化生產(chǎn)過程、原料油和有機(jī)溶劑輸配及儲存過程的全過程控制。對工藝單元排放的尾氣進(jìn)行回收利用；針對儲存和運(yùn)輸過程，建議嚴(yán)格對儲存和接卸設(shè)備的要求，并對儲罐排氣進(jìn)行回收處理，建立油氣回收系統(tǒng)等。加強(qiáng)石化企業(yè)廠界等VOCs在線監(jiān)測，并與環(huán)保部門聯(lián)網(wǎng)。

5.2 積極推進(jìn)表面涂裝業(yè)VOCs排放控制 針對表面涂裝提出具體排放限制要求及控制措施建議，積極推進(jìn)汽車制造、船舶制造、集裝箱、電子元器件、電子設(shè)備、電線電纜、家具制造等行業(yè)表面涂裝工藝VOCs污染控制；逐步提高水性等低VOCs含量涂料的使用比例，優(yōu)化噴漆工藝與設(shè)備；配備VOCs廢氣收集系統(tǒng)，安裝高效處理設(shè)施。

5.3 加強(qiáng)包裝印刷VOCs排放控制 通過調(diào)整原料配方或采取環(huán)保產(chǎn)品替代降低包裝印刷行業(yè)VOCs排放；同時，通過改進(jìn)工藝技術(shù)，推進(jìn)水性柔性版印刷、無水膠印、數(shù)字印刷等清潔生產(chǎn)技術(shù)設(shè)備，以及采用密封的儲存溶劑設(shè)備、溶劑管道輸送系統(tǒng)、自動油墨傳送系統(tǒng)、潤版液循環(huán)凈化系統(tǒng)和自動清洗系統(tǒng)以提高設(shè)備部件的自動化和密封。

5.4 加強(qiáng)化工企業(yè)及化工園區(qū)VOCs排放控制 建議通過提出VOCs重點整治企業(yè)名錄及年度整治計劃和實施方案，推進(jìn)企業(yè)提高工藝和裝備水平，確保VOCs排放達(dá)到國家及地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定要求，建立企業(yè)VOCs處理裝置監(jiān)控方案及污染治理績效檔案，化工園區(qū)基本建成VOCs監(jiān)控預(yù)警和應(yīng)急體系。

6 結(jié)語

根據(jù)對南京VOCs臭氧生成潛勢的分析，VOCs污染防治重點應(yīng)以石化、表面涂裝、包裝印刷等行業(yè)及化工園（集中）區(qū)VOCs排放企業(yè)為重點，所采取的措施與對策也以這方面為重點。

參考文獻(xiàn)

[1]Geng F，Tie X，Xu J，et al. Characterizations of ozone，NOx，and VOCs measured in Shanghai，China[J].Atmospheric environment，2008，42（29）：6873–6883.

[2]Zheng J，Shao M，Che W，et al. Speciated VOC emission inventory and spatial patterns of ozone formation potential in the Pearl River Delta，China[J].Environmental Science and Technology，2009，43（22）：8580-8586.

[3]Carter W P L. Development of ozone reactivity scales for volatile organic compounds[J].Journal of the Air and Waste Management Association，1994，44：881-899.

（責(zé)編：施婷婷）