污染物排放總量的技術核算方法研究

吳文華

（內蒙古自治區排污權交易管理中心，呼和浩特 010010）

目前，環境污染問題已經成為全球面臨的主要難題之一[1]。針對污染物造成各種各樣的危害，各個國家紛紛開始采取措施來治理污染物。從工業初期“稀釋排放”的方式，到“末端治理”，再到目前的“清潔生產”階段，污染物治理政策經過不斷改進和完善，提高了全球資源的利用效率，降低了排放總量[2]。我國政府高度重視環境污染的問題，把環保當作全民參與的重要活動和實現社會、經濟可持續發展的重要途徑，相繼出臺了一系列的相關政策和法規，如《環境保護法》《水污染治理法》等。環境保護的主要目標是利用現代化的技術手段，充分利用現有的環境資源，盡可能地將污染物在生產工藝過程中消耗掉，降低污染物的排放。但受到科技發展水平的限制，多數企業很難達到這一點要求，或多或少地向外界排放污染物，使得國家無法從根源上禁止污染，只能通過限制污染物排放量的方式將環境污染的程度降至最低[3]。

1 污染物排放總量

污染物排放總量指的是所有污染源排進外界環境污染物的總量。根據環境指標標準，對所有污染源產生的污染物總量進行控制，被稱為污染物總量控制，污染物排放總量不能高于允許排放量。企業生產排放總量包括以三廢形式有組織的排放量、以雜質形式被帶走的量以及在生產過程中以跑、冒、滴、漏等形式無組織排放的量[4]。區域排放總量包括區域內工業污染源、交通污染源、生活污染源產生的污染物排放量的總和[5]?？刂莆廴疚锟偭康那疤崾菍ζ溥M行合理、準確的核算。對污染物總量實施控制，有利于促進工業結構優化、節約資源，有利于貫徹國家可持續發展的政策，提高治理污染的水平[6]。

2 污染物排放總量的核算方法

污染物排放總量核算方法主要有三種：物料衡算法、經驗計算法和實測法[7]。

2.1 物料衡算法

2.1.1 計算原理

物料衡算法的基本依據是質量守恒定律，其原理是在所有生產操作過程中，不管物料是否發生化學變化或者物理變化，物質的投入和產出的質量是固定不變的[8]。其中，物料衡算法包含定額法和總量法兩種。定額法是根據調查期內原材料的消耗定額來計算產品物料損失量，最后得出物料損失總量；總量法是通過對原材料、主產品、副產品和回收產品的總量進行核算，得出物料損失總量[9]。

采用物料衡算的方法核算污染物排放總量是把原材料和輔料利用、生產管理以及污染源排放等環節與環境保護相結合，全面系統地分析污染物來源、去處的定量分析方式，運用物料衡算法需要積累一定的經驗和技巧，將關鍵技術指標加入污染物檢查監督范圍內，通過合理的運算，提高核算結果的準確性和客觀性。

2.1.2 物料衡算的核算過程

物料衡算核算方法可以應用于生產總工藝流程中，也可以應用于局部生產工藝流程中。它既適用于某一元素或某種物質，也適用于原輔料的總和。為了更方便簡潔地計算排放總量，要充分利用原始數據，即實時監控的數據報告，選擇元素核算、物質種類核算或總量核算。

在進行物料衡算之前，應該首先分析控制體，選定基準物質。在實際計算過程中，物料衡算關系式為：生產流失量=投入總量-回收量。物料核算的可靠性與少數關鍵性指標息息相關，正是由于這個原因，人們經過實踐得出了燃氣量、煙塵、氮氧化物和二氧化硫等計算公式，結合物料衡算定律，確定參數[10]。

在連續進行生產的固定工藝過程中，控制參數、物料性質不隨時間的變化而變化，就不會有物料的積累。其中，化學計量方程式是決定工藝產生或消除物質總量的重要因素。物料衡算的基本過程有：一是完成工藝流程圖，對進出物料進行編號。以物料的質量為基準，在流程圖上標注已知物料的組分和含量，并標出未知成分的代碼符號。二是列獨立方程，檢查獨立方程的數目與未知組分量數目是否相同。三是求解未知量。如果過程工藝的物料中有組分在進出口不發生變化，可以將其視為惰性物料。在物料衡算過程中，提前找出惰性物料可以簡化核算步驟。

2.1.3 物料衡算法應用實例

江蘇省某化學化工企業采用物料衡算法核算企業內部污染物排放總量。企業主要利用三氯三氟乙烷和賁亭酸甲酯為原料，通過加成、環化、皂化等反應合成三氟氯氰酸。根據合成工藝、消耗原輔料的總量，經過物料平衡計算出污染物的排放總量。

云南省某焦化企業二氧化硫排放總量的實際情況與全國統計的平均水平存在差異，結合云南省的污染情況進行調查研究，通過收集焦化企業的生產現狀、產能、二氧化硫產生量等相關信息，采用物料衡算的方法，核算了該企業二氧化硫的排放總量。

2.1.4 物料衡算法的局限性和改進建議

環境評價相關文件中物料衡算法的針對性較強，預測值與實際值往往存在較大的差異。目前，我國環境監察工作人員業務素質水平有待于進一步提高，其在進行物料衡算時對核算原理、方法等理解不夠深入，欠缺一定的經驗技巧，對生產設備和生產工藝的認識不足。此外，監察人員不相信物料衡算方法，認為實際測得的數據較為準確、客觀。這些因素都在一定程度上限制了物料衡算法在污染物排放總量領域中的應用。因此，環境監察人員在提高自身專業素質的基礎上，核算污染物排放總量時應該充分掌握工藝過程、生產設備的各個參數，收集各項系數，提高調查數據的準確性，客觀計算物料衡算的數據。

綜上所述，利用物料衡算法來核算污染物排放總量時，應該首先充分掌握企業的基本情況，從物料守恒出發考慮，綜合分析企業原輔料、能源和生產工藝，盡可能使污染物排放總量可以正確反映企業的真實排放情況。

2.2 經驗計算法

經驗計算法是根據實際生產過程中的產品產量和經驗排放系數來計算污染物排放總量的技術核算方法，又被稱為“排污系數計算方法”[11]。排污系數指的是生產單位在正常管理和技術經濟條件下所產生的污染物總量。目前，排污系數主要分為兩種：受控排污系數和非受控排污系數。受控排污系數是在正常情況下生產單位排放污染物的總量；非受控排污系數是指生產企業在沒有污染治理設備條件下向外界排放污染物的總量。通常，非控制排污系數值高于受控排污系數，且二者的差值是污染治理設備去除污染物的總量[12]。

經驗計算法通常適用于產生原理較為復雜，難以進行準確測量的污染物排放計算過程中。

2.2 應用實例

2.2.1 實例一

某火力發電企業所排放的氮氧化物中，一氧化氮所占比例高于95%，因此在進行排放量核算時一般只需要考慮一氧化氮即可。發電過程中氮氧化物的生成原理比較復雜，分為快速型、熱力型和燃料型三種。其中，燃燒煤炭產生的氮氧化物主要來源于煤炭中的氮元素。在反應爐內部溫度較高的情況下，空氣中的氮氣與氧氣發生化學反應，生成氮氧化物。氮氧化物排放總量的核算經驗公式為：

式中，CNO為燃料中氮元素完全轉化為一氧化氮的質量，CN為燃料的含氮量，VFG為每千克燃料燃燒所產生的煙氣總量。

2.2.2 實例二

自20世紀90年代起，我國煉油企業便展開惡臭污染物治理工作，但受到技術水平的限制，目前依然欠缺具有指導性的計算方式。我國某煉油企業利用API經驗公式、美國環境保護資源局的推薦公式以及我國石油化工系統所編制的經驗公式來計算廢氣排放總量，其具體采用的計算公式為：

式中，G為排放總量；v1為最大排氣速度；v2為高溫蒸發排氣速度；v3為高壓蒸發排氣速度；t為排放時間。

2.3 實測法

實測法是由國家環境保護部門認定，通過對設備和儀表的數據進行連續的計算，進而確定污染物的排放總量[13]。使用實時監控的計算方法來確定排放總量是最直接，也是最有效的方法。目前，污染物排放總量的實時監測過程使用較多的是計量監測和分析手段來測定廢水流量、廢氣排量，根據國家環境保護部門認定的公式，計算排放總量[14]。統計公式為：

式中，G為排放總量；K為換算系數；Q為介質的流速；C為排放污染物的濃度。

實測法有兩種方式：抽樣監測和連續監測?，F階段應用較多的是抽樣監測的方法，測量指標是污染物排放的濃度和流量，再根據式（2）計算排放總量[15]。

3 結論

在進行污染物排放總量核算工作時，應該盡可能利用實測法來核實排放量。如果實際過程難以實時測定排放總量，可以采用物料衡算法和經驗核算法。采用經驗核算法計算排放總量時，如果出現計算結果偏低的情況，應該以理論結果為準，并且各個行業污染物排放系數的確定需要經過環境保護部門的同意才能使用?？傊?，有效的核算方法需要將生產過程中污染物的來源、排放方式相結合，確定核算界面及元素來提高核算結果的準確性。

參考文獻

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