美國人為源VOCs管控經驗及其對我國的啟示

曹 娟，毋振海，鮑捷萌，儲王輝，畢 方，紀元元，高 健，柴發合，

李 紅1*

1. 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

2. 湖北省生態環境科學研究院，湖北 武漢 430070

大氣揮發性有機物(VOCs)是PM2.5中二次有機組分和臭氧(O3)生成的主要前體物之一，此外，大氣VOCs還會影響氣候、能見度和臭氧層等[1]；其中，有毒有害大氣VOCs會影響人體健康[2]，部分有毒有害VOCs甚至具有“三致”性. 因此，大氣VOCs的污染防治已受到高度重視[3-4].

近年來我國PM2.5與O3復合污染問題突出，這與大氣VOCs密切相關[5]. 我國自2012年開始將VOCs治理提上議程[6]. 2021年3月，第十三屆全國人民代表大會第四次會議通過的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》(簡稱“‘十四五’規劃”)[7]提出，我國“十四五”期間要推進PM2.5和O3協同控制，地級及以上城市PM2.5濃度要下降10%，要有效遏制O3濃度增長趨勢，基本消除重污染天氣，要加快VOCs排放綜合整治，NOx和VOCs排放總量需要分別下降10%以上. 生態環境部在2021年2月的例行新聞發布會上表示，VOCs將取代SO2成為我國“十四五”期間空氣質量改善目標約束性指標中的總量指標[8]. 由此說明，大氣VOCs管控對我國“十四五”期間推進PM2.5和O3協同控制、持續改善空氣質量非常關鍵.

美國是世界上最早立法管控VOCs的國家[9]，其對天然源、人為源及室內VOCs排放源均有管控. 自1970年開始，美國國家環保署(US EPA)正式管控人為源VOCs，經過不懈探索，對VOCs的認識逐步加深，管控VOCs的目的也逐步增多，形成了較為完整的VOCs管控體系，VOCs年排放量和O3、PM2.5的年均濃度大幅下降. 由于起步較晚，我國尚未形成完善的VOCs管控體系，仍存在基礎支撐薄弱、創新發展不足和公眾參與較少等問題. 因此，學習借鑒美國人為源VOCs管控經驗將有利于推進我國大氣VOCs管控. 該研究通過總結美國人為源VOCs管控歷程、取得的成效與經驗，梳理我國已有的大氣VOCs管控工作及所存在的不足，最后結合美國的經驗提出適用于我國大氣VOCs管控的對策建議，以期為“十四五”期間我國大氣VOCs管控提供參考與借鑒.

1 美國人為源VOCs管控歷程

大氣VOCs來源廣泛且復雜[10-12]，既有一次來源，也有光化學反應生成的二次來源. 一次來源又可分為天然源和人為源. 天然源主要包括植物源、土壤微生物、火山噴發、森林大火等；人為源主要來自人類生產、生活，美國將其分為固定源和移動源，其中固定源包括燃料燃燒行業源(細分為電氣燃料燃燒、工業燃料燃燒、其他燃料燃燒)、化學制品制造行業源、金屬加工行業源、石油及相關產品行業源、其他工業源、溶劑使用行業源、儲存與運輸行業源、廢物處理與回收行業源及其他源(如餐飲業)，移動源包括公路機動車源、非公路移動源和跨界大尺度移動源.

美國管控人為源VOCs至今已有70多年，根據管控工作逐步推進和對VOCs認識的不斷更新，將其管控歷程分為4個階段（見表1）：萌芽階段(1970年以前)、探索階段(1970-1977年)、發展階段(1977-1997年)、成熟階段(1997年至今).

表 1 美國人為源VOCs管控歷程(1947年至今)Table 1 The processes of anthropogenic VOCs management and control in the USA since 1947

1.1 萌芽階段(1970年以前)

20世紀40年代至60年代，伴隨著人們對大氣光化學污染現象的逐步認識，美國開始了對VOCs地區層面的管控. 20世紀40年代，美國加州洛杉磯市發生了光化學煙霧污染，嚴重影響了人們的身體健康. 為應對該問題，1947年美國加州洛杉磯市率先成立了空氣污染控制區并開始研究光化學煙霧污染.20世紀50年代初，Haggen Smit初步確定了空氣中的刺激性物質為O3，并認為O3是由汽車尾氣排放的NOx和VOCs發生化學反應所產生，此后美國開始關注VOCs[13]. 美國政府在1955年頒布了《空氣污染控制法》(APCA)，1962年進一步制定了汽車尾氣治理條例，1965年頒布《清潔空氣法案》(CAA)和《機動車污染控制法》，1966年美國加州洛杉磯市頒布了著名的“66 規定”(Rule 66)以限制有機溶劑的排放，得到了美國政府的贊許，美國對VOCs的關注度進一步提升. 在此期間，美國加州各區也陸續成立了空氣資源委員會(CARB)〔現為加州環保局(CalEPA)的一個部門〕、南海岸空氣質量管理局(SCAQMD)、圣華金谷空氣質量管理局(SJVAQMD)和灣區空氣質量管理局(BAAQMD)等如今在空氣質量管理上依然處于領跑地位的機構以管控環境空氣質量[14-15]，為美國下一步管控VOCs創造了良好條件.

1.2 探索階段(1970-1977年)

1970-1977年為美國在國家層面正式管控VOCs的階段. 由于認識不足，在這一階段VOCs被統稱為碳氫化合物，其管控目的為控制光化學污染. 1970年美國政府加嚴CAA并成立US EPA[16]，隨即US EPA發布光化學污染管控標準-《光化學氧化劑空氣質量標準》(AQCD)，以及其前體物管控技術文件-《碳氫化合物和有機溶劑控制技術》(AP-68)，正式從國家層面管控VOCs. 這一階段US EPA開展的光化學污染防治工作是控制機動車尾氣排放，鼓勵使用光化學氧化活性較低的物質，推薦使用AP-68技術.US EPA在1971年提出VOCs大氣光化學反應活性(簡稱“反應性”)替代的議案，即通過有機物之間的替代來降低光化學氧化性，但這一議案與當時的科學研究結果相悖，最終只是呼吁，未被落實[17]；1975年制定了《國家環境空氣質量標準》(NAAQS)并納入光化學氧化劑的標準，并定義其為常規污染物(CAP)，這即是O3環境空氣質量標準的前身.

1.3 發展階段(1977-1997年)

1977-1997年，美國加深了對VOCs的認識，并給出了明確的VOCs定義[17]，發現VOCs本身具有不同的反應性，部分VOCs為有毒有害污染物(HAPs)；還確定O3是光化學煙霧的主要組成，證實了NOx和VOCs是O3生成的主要前體物. 該階段的VOCs管控包含了控制O3污染和管控HAPs的雙重目的. 1977年US EPA發布的《VOCs控制推薦政策》提出，根據VOCs與羥基自由基的反應速率(KOH)，將VOCs分為反應性VOCs和低反應性VOCs，并管控反應性VOCs，豁免低反應性VOCs[18]，自此VOCs管控步入發展階段. 為控制O3污染和減少VOCs排放，美國政府在1990年再次修改CAA，要求US EPA督促各州正式公布HAPs的主要排放源[19]，并要求各州主要排放源按照最大可達控制技術(MACT)的最大限度來減少HAPs[20]；發布9份以上文件來管控排放VOCs的固定源[21-22]和移動源；將大量的高排放源產業轉移至發展中國家；此外，發布O3標準替代光化學氧化劑標準. 這期間，在美國政府允許下，加州成為唯一能獨立管控環境空氣的地區，其在1987年頒布了本地的清潔空氣法案(比CAA嚴格)，并于1991年成立了CalEPA[14].

1.4 成熟階段(1997年至今)

1997年至今，美國對VOCs的認識和管控更為全面，VOCs的反應性研究和豁免政策也繼續實施；此時美國環境空氣中O3濃度較1970年已大幅下降，但NAAQS標準不斷加嚴，O3污染防治仍在繼續；美國在上一階段(1988年)立項研究VOCs與顆粒物的相關性，1997年修訂NAAQS時首次設立PM2.5環境質量標準，其防治也成為VOCs管控的重要一環，同年美國與加拿大簽訂《關于開展O3及PM跨界污染的合作協定》，要求進一步削減VOCs排放量，自此開始多方位管控VOCs. 另外，1999年美國將HAPs中的除草劑、殺蟲劑及殺菌劑類VOCs均歸為農藥類，進一步細化管控HAPs. 該階段VOCs管控任務較多，1997年起，US EPA通過發布多項排放源標準[23-24]管控固定源、移動源；減少機動車燃料中的苯、甲醛、1,3-丁二烯等21種VOCs含量，重新定義汽油和傳統汽油的默認基準值；發布多個行業的源頭材料替代明細；發布工藝改進技術指南[25]；發布多個行業的末端VOCs處理標準和指南等措施落實VOCs管控. 美國在該階段從政策管控、工藝源頭替代、工藝改進和尾氣末端治理等多方面開展VOCs管控，同時視O3及顆粒物的達標情況及時調整以上涉及的政策、標準、技術.

2 美國人為源VOCs管控成效

自1970年正式從全國層面管控人為源VOCs以來，美國不斷更新和加嚴法案、標準，推進VOCs反應性和毒性研究，發布并實施各項技術指南和行動計劃以防治O3污染和顆粒物污染，取得了較好成效，不僅降低了VOCs年排放量以及VOCs、HAPs、O3、PM2.5濃度，還產生了良好的環境經濟效益和衛生效益[26]. 該文主要概括美國VOCs減排量與環境濃度降低的成效以及HAPs、O3、PM2.5污染防控方面的成效.

2.1 VOCs排放量變化

US EPA公開的VOCs排放數據(見圖1)顯示，1970-2001年美國VOCs排放總量以及自然源、人為源和其他源的排放量均呈逐年波動下降趨勢，2002-2020年VOCs排放總量呈先升高后下降的趨勢，自然源及其他源的排放量呈逐年波動增加趨勢，人為源排放量持續呈波動下降趨勢. 1970-2001年，美國人為源VOCs排放量占VOCs總排放量的91.0%以上，2002-2016年占83.5%以上，2017-2020年占72.4%以上，人為源排放占比的逐漸降低證實了不斷增加的管控力度及其管控成效. 美國2020年人為源VOCs排放量較1970年減少了64.3%，約2.2×107t.以1970年為基準年，1970-2001年，美國人為源VOCs的減排量對VOCs總減排量的貢獻率為91.5%~98.8%(1980年為103.0%、1990年為100.6%、1996年為106.9%除外)，2002-2016年為108.1%~115.9%，2017-2020年為120.3%~120.9%. 綜上，美國VOCs管控中人為源VOCs管控的貢獻大、成效高.

圖 1 美國1970—2020年大氣VOCs排放量的變化趨勢Fig.1 The emission variation of atmospheric VOCs in the USA from 1970 to 2020

US EPA公開數據顯示，1970-2020年美國人為源VOCs管控中人為源的累積減排量為5.4×109t，其中固定源的貢獻率為36.7%，移動源的貢獻率為69.3%，其他源(如跨界大尺度移動源、跨界傳輸等[27-28])的貢獻率為-6%. 美國政府曾頒布多項政策、標準和技術指南進行公路機動車、溶劑使用和石油相關產品等多個行業管控，其中溶劑使用行業、公路機動車管控成效最好(見圖2、3).

溶劑使用行業對固定源減排量的貢獻最大，為48.0%；廢物處理與回收、化學制品制造、儲存與運輸和金屬加工行業對固定源減排量的貢獻率分別為26.0%、16.9%、11.9%和5.5%；而其他工業過程、燃料燃燒和石油及相關產品行業多年減排量加權后對固定源減排量的貢獻呈現負值(見圖2).

美國1970-2020年管控移動源VOCs排放過程中非公路移動源的VOCs減排量大都為負(2015-2020年除外)，其對移動源VOCs總減排量的貢獻率為-7.0%；公路機動車源的VOCs減排量呈逐年增長趨勢，1985-1990年VOCs減排量較大，2020年其累積減排量共減少了3.8×108t，占移動源VOCs總減排量的107.0%(見圖3).

圖 2 美國1970—2020年固定源VOCs年減排量的變化趨勢Fig.2 The annual emission reductions of stationary VOCs in the USA from 1970 to 2020

圖 3 美國1970—2020年移動源VOCs年減排量的變化趨勢Fig.3 The annual emission reductions of mobile sources in the USA from 1970 to 2020

2.2 污染物濃度變化

美國NAAQS中O3的標準限值自1979年發布至今已修訂多次，現使用2015年修訂版本(濃度低于0.07×10-6屬于達標)；對于PM2.5，使用的是2012年修訂版本(濃度低于12 μg/m3屬于達標).

美國大氣環境中VOCs在1997年以前呈大幅波動下降趨勢(見圖4)，1997年之后波動較小. 2020年VOCs濃度較1980年降低了約89.4%. 1990年美國政府頒布CAA修正案并正式統一公布需要重點控制的189種(后為187種)HAPs[29]后，HAPs濃度在1990年達到峰值，隨后呈波動下降趨勢，1990-2020年降低了85.2% (因1990年前后HAPs物種數相差較大，故從1990年開始計算). 2015年O3濃度達到標準，2020年O3濃度為0.068×10-6，較1980年降低了33.3%. 2000-2020年PM2.5濃度整體呈波動下降趨勢，2006-2020年穩定達標，到2020年為8.0 μg/m3，較2000年降低了約40.6%.

圖 4 美國1980—2020年VOCs、HAPs、O3、PM2.5濃度的變化趨勢Fig.4 The trend of VOCs, HAPs, O3 and PM2.5 concentrations in the USA from 1980 to 2020

2000年之前，VOCs、HAPs濃度的變化趨勢與O3濃度相似，出現同步變化，2000年后變化趨勢呈現差異，另外，三者的濃度變化均出現2000年以前下降快、2000年之后下降變慢的情況；2000-2005年PM2.5濃度變化與HAPs相似，2005年后二者變化呈現差異. 綜上，VOCs、HAPs的減排對O3、PM2.5濃度的降低起到較大作用. 在不懈努力下，美國政府正式管控人為源VOCs 50多年后，環境空氣質量得到明顯改善.

3 美國人為源VOCs管控經驗及問題分析

3.1 完善的管控體系

美國1970年正式設立US EPA以保護自然環境及人體健康，其管控發展至今已形成了較為完善的管控體系，可概括為以下步驟(見圖5)：①確定管控要求；②在各區域搭建精細的監測網絡以分析其區域污染狀況；③搭建標準化排放清單系統以定位污染源；④運用數值模擬(包括風險暴露評估、可執行性評估、成本效益評估、可達性評估等)以確定最佳減排方案；⑤發布政策、法規、制度及技術方案以促進及支撐減排方案落實；⑥聽取公眾意見及接受公眾監督以落實環境空氣防治目的. 其中VOCs管控根據其管控目的(如管控HAPs、緩解O3及PM2.5污染)設定了不同的管控要求，進行多層次的管控. 另外，美國加州在VOCs管控中承擔了重要的試點工作，其CARB、SCAQMD、SJVAQMD和BAAQMD等機構在改善本地環境空氣污染方面開展了大量科學研究，并提出了創新性管控政策、制度及技術方案，加速了本地VOCs管控進度，減緩了O3及PM2.5污染[15]. 美國加州的管控工作取得成效后也激發了美國其他地區改善環境空氣污染的行動力.

圖 5 美國人為源VOCs的管控體系Fig.5 The system of anthropogenic VOCs management and control in the USA

3.2 科學的分層管理

美國政府制定的法規確保人為源VOCs管控得到高度重視和高效執行，監督并賦權US EPA，讓其制定標準的具體限值，同時逐級下派任務. 美國人為源VOCs管理結構可概括為固定源(見圖6)和移動源(見圖7)兩種. 原法定各級單位每5年根據實際執行情況調整各法案、標準(管控限制、污染物)以及實施計劃和調整管理規范，但實際上美國每次調整時間約為10年. 調整時需公示、收集整理意見、開庭審理及判決等步驟完成后才能修改[16,30-31]，其中開庭審理內容包括綜合審查計劃、綜合科學評估、風險暴露評估及政策評估.

圖 6 美國固定源VOCs管理結構Fig.6 Stationary sources management structure in the USA

圖 7 美國移動源VOCs管理結構Fig.7 Mobile sources management structure in the USA

美國固定源VOCs管控大部分為“自上而下”逐級管控(見圖6)，而《國家環境空氣達標實施計劃》(SIP)的制定是“自下而上”的過程，即各州根據自身情況制定SIP并按期提交給上級，上級單位評定SIP是否合理，合理即執行，不合理則需重新修改提交審核直至合格[32]. 各州制定SIP時，首先根據歷史數據將州內區域劃分為達標區和未達標區，而州際間共同區域由相關幾個州成立的聯合委員會管理，各區域再根據分區情況制定不同計劃開展管控工作. 另外，各州采用的許可證制度也存在不同[33]. 需要注意的是，加州的SIP不需要US EPA審核，其各區固定源SIP由各區的空氣管理機構(如SCAQMD、SJVAQMD及BAAQMD)制定，并遞交于CARB，CARB審核通過后即可實施.

美國逐級劃分移動源VOCs管控任務(見圖7)，通過管控源頭和末端以減少VOCs排放. 源頭控制主要通過機動車燃油標準控制機動車燃料、汽車油耗能源效率，末端控制主要通過生產者責任要求、用戶用車責任及各州制定的管控措施控制機動車污染.

3.3 多方位的基礎支撐

各項標準、政策、制度、技術方案、減排實施方案的制定及數值模擬，均與基礎數據及科學研究密切相關[16].

a) 精確有效的觀測支撐. 美國1970年組建并運行空氣質量監測網絡，監測物質包括PM10、PM2.5、O3、NO、NO2、Pb，發展到2013年共有4 000多個基礎網絡監測站點，另設有光化學的監測站點78個，PM2.5監測站點1 500多個，HAPs監測站點27個[34]. 為保證監測數據的質量，US EPA發布了數據質量管理計劃，并制定了標準的流程來檢驗、核對數據質量[35-36].精細化的監測網絡、完整且高質量的數據是提出問題并制定科學有效目標的基礎，也是進行減排方案模擬的基礎.

b) 清晰準確的排放清單. 美國形成了污染物排放源譜庫及模型系統(SPECIATE、BEIs)，一方面要求基層的環保局提供HAPs物質排放數據，另一方面收集企業的統計資料、臺賬等基本信息[37]. 數據需按照標準流程進行審核. 系統、精確的排放信息及技術對找出污染源并開展下一步管控工作具有指示性作用.

c) 深入科學的研究支撐. 美國SCAQMD專門成立了工作組研究VOCs反應性，提出優先控制活性高的物種；公共衛生部開展了機動車尾氣的健康效應研究[38]，提出需要控制HAPs；US EPA成立了環境與健康風險評估機構，進行長時期、大跨度、廣空間的公共健康研究，建立了空氣質量模型(CMAQ)、環境效益評價模型(BenMAP)等；為保障移動源管控成效和環境標準制度的有效實施，US EPA下設評估與標準處、合規保障處、測試與先進技術處、交通與氣候處等部門開展專項研究. 大量的科學研究及數值模擬計算是管控目標及環境標準、減排方案制定的關鍵.

3.4 強有力的執法力度

美國政府與地方政府屬于“合作制”關系，在開展VOCs管控時，大量措施僅為推薦執行而非強制執行. 為激勵各州開展并落實管控措施，美國政府制定多項制度以推動VOCs減排方案的落實.

a) 政府態度. 美國政府在人為源VOCs管控中起到了關鍵作用，它先與各方利益團體反復磋商來立法明確環境污染問題；并在法案和各項標準施行時監督檢查[39]；為保證治理順利及措施落地，牽頭組建管理制度及相關規范.

b) 制度建設. 美國從1995年發布并執行VOCs排污收費規定[40]，以VOCs排放量為依據，分等級收費，制定“泡泡”排污交易政策[29]，即在VOCs排放總限額不變的前提下，各區域自主地交易排放限額；減免/增加環境稅收來促使各行業、企業、消費者落實環境改善計劃；獎勵提供創新性方案的人員[41]等手段促進人為源VOCs管控.

3.5 積極的公眾參與

a) 信息公開. US EPA公布了所有的觀測數據及排放數據，包括各監測物質的小時值、日值、年度值；按照時間順序公布了所有的法律法規及相關文件；公布了各州的環境保護咨詢處聯系方式及污染物處理機構的聯系方式；公布了公眾投訴電話，且會及時更新所有信息.

b) 全面培訓. 美國各州會根據制定的SIP安排專業培訓員為當地想要新設/重建廠房、需處理污染物、投訴環境問題的人進行培訓或解答，極大程度地促進了公眾參與.

c) 非政府組織. 美國有很多教會、工會、公益組織參與到環境保護中，通過資助、投訴、游行等方式監督環境管理，積極地反映出公眾的環境保護意見[42].

3.6 美國人為源VOCs管控存在的問題分析

雖然美國取得了明顯的人為源VOCs管控成效，但是也存在一定的問題，簡要說明如下.

a) 早在1971年，US EPA便提出了VOCs“反應性”替代的設想，但是受當時科學認識水平所限，該設想未馬上實現. 美國直到1977年才開始實施VOCs替代[17]，在一定程度上可能延緩了美國人為源VOCs的管控進度.

b) US EPA匯編了有助于地方減排人為源VOCs和國家SIP實施VOCs污染源管控的、包含了系列措施的文件，并不斷更新，但是并沒有明確措施實施機制，即沒有說明每條措施屬于強制執行或自愿執行[43]. 這一情況可能會在一定程度上降低美國人為源VOCs的管控力度.

c) 20世紀七八十年代美國將制造業大規模外遷，當時很大程度地緩解了美國人為源VOCs減排壓力.近年美國啟動《先進制造業國家戰略計劃》，不少企業選擇回流美國[44]，未來可能會存在人為源VOCs排放量增加的可能性.

4 我國人為源VOCs管控進展

2010年國務院辦公廳轉發原環境保護部等九部門聯合發布的《關于推進大氣污染聯防聯控工作改善區域空氣質量指導意見》，我國首次從國家層面提出VOCs治理. 2011年原環境保護部發布了《國家環境保護“十二五”規劃》，提出需加強大氣VOCs和有毒廢氣控制，再次突出了VOCs治理的必要性. 2012年國務院批復了《國家“十二五”重點區域大氣污染防治規劃》，正式將VOCs列為控制指標，標志著我國開始正式管控VOCs. 我國大氣VOCs管控至今，可大致分為3個階段：萌芽階段(2010年以前)、探索階段(2010-2020年)、發展階段(2020年之后).

4.1 萌芽階段(2010年以前)

2010年以前我國大氣管控的重點是SO2、NOx和PM10，對VOCs關注較少. 這期間原環境保護部發布了HJ/T 400-2007《車內揮發性有機物和醛酮類物質采樣測定辦法》等標準辦法，發布了汽油車的國Ⅰ~國Ⅳ排放標準，以及柴油車的國Ⅰ~國Ⅲ標準[45]. 系列政策的發布為正式探索大氣VOCs管控做了充分準備. 同期，地方政府為針對性解決當地污染問題也出臺了系列VOCs管控政策文件[46]，特別是中國香港、上海市、廣東省和北京市(見表2)[47]. 期間我國不少研究團隊開始組建VOCs排放清單系統，如天然源排放清單、珠江三角洲排放清單，于2010年開始組建多尺度大氣污染物和溫室氣體排放清單系統(MEIC).

4.2 探索階段(2010-2020年)

2010年我國首次從國家層面提出VOCs治理，2012年原國家環境保護部發布的《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃》提出，到2015年重點行業VOCs排放量需削減10%~18%，自此我國正式開始管控VOCs. 我國在重點區域開展VOCs組分觀測，編制排放因子數據集，開展OVOCs排放源測試工作，在部分地區開展立體監測試驗(見表3). 在以上工作的積累下，我國已基本獲得重點區域較完整的VOCs數據和VOCs源成分譜. 2013年以來我國發布了汽油車的國V~國Ⅵ排放標準以及柴油車的國Ⅳ~國Ⅵ標準，達到了歐美國家相關標準水平[45]. 此外，2015年全國人民代表大會常務委員會修訂了《中華人民共和國大氣污染防治法》，首次從國家法律層面將VOCs列為重點控制對象，確定了違法責任. 2018年取消征收VOCs排污費及環境保護稅. 2019年生態環境部、國家發展和改革委員會等11個部門聯合印發《柴油貨車污染治理攻堅戰行動計劃》，要求從柴油車、柴油機、運輸和油品等四方面加強清潔管控.

表 3 中國大氣VOCs管控探索階段相關文件及措施Table 3 The documents and measures to control VOCs at the exploration stage in China

4.3 發展階段(2020年之后)

2020年6月24日生態環境部印發的《2020年揮發性有機物治理攻堅方案》提出，通過源頭替代、標準落實和運銷監管等措施全面降低VOCs排放量，我國VOCs管控邁向新的階段. 到目前為止，在為期1年多的時間內我國發布了多個行動計劃、指導意見、多項標準等指導并促進VOCs管控(見表4).

表 4 中國大氣VOCs管控發展階段相關文件及措施Table 4 The documents and measures to control VOCs at the developing stage in China

為實現VOCs治理攻堅計劃，2020年6月生態環境部發布了17部指導手冊、2個行動方案，并聯合國家市場監督管理總局發布7項標準修改單來支撐VOCs管控(見表4)，在國家生態環境科技成果轉化綜合服務平臺上線了“VOCs污染防治”專欄[48]以推薦VOCs源頭防控、過程管理和末端治理的適用技術與方案，并繼續在重點區域開展“夏病冬治”行動，持續推進秋冬季VOCs治理，同時繼續落實2019年印發的《柴油貨車污染治理攻堅戰行動計劃》. 這一階段我國多個省份推出VOCs原輔材料源頭替代、VOCs走航監測、VOCs違法排放監督檢查、機動車錯峰出行和夜間加油等方案推動VOCs攻堅行動. 在系列舉措下，2020年全國和重點區域O3濃度自2015年來首次實現下降，O3超標天數同比明顯下降.

生態環境部深入貫徹落實“十四五”規劃并結合實際工作情況，提出將公開深入打好污染防治攻堅戰信息，其中在空氣質量提升行動方面，將公布《空氣質量全面改善行動計劃(2021-2025年)》[49]；積極推進PM2.5與O3污染協同防控“一市一策”駐點跟蹤研究工作[50-51]；2021年8月發布了《關于加快解決當前揮發性有機物治理突出問題的通知》，該文件的發布明確了我國將開展秋冬季VOCs管控工作，是VOCs治理思路的顯著轉變. 2021年10月，中共中央、國務院印發的《黃河流域生態保護和高質量發展規劃綱要》[52]要求，加大工業污染協同治理力度，提出重點行業VOCs綜合治理對策；11月印發的《關于深入打好污染防治攻堅戰的意見》[53]指出，著力打好O3污染防治攻堅戰，要大力推進VOCs和NOx協同減排，以石化等行業領域為重點，推進VOCs綜合治理，完善VOCs產品標準體系，建立低VOCs含量產品標識制度，完善VOCs監測技術和排放量計算方法，在相關條件成熟后，適時將VOCs納入環境保護稅征收范圍.

4.4 我國VOCs管控存在的不足

我國從2010年提出VOCs管控以來，管控成效較低. 根據MEIC清單V1.3版本數據[54]得到2010-2017年全國水平(不含港澳臺地區數據，全文同)、北京市、上海市、廣東省的VOCs年度排放量變化情況(見圖8). 2010-2017年，我國電廠源、居民源、交通源和工廠源VOCs年排放量在全國和廣東省均呈波動下降的趨勢，在北京市呈先下降后增長的趨勢，在上海市呈逐年增加趨勢，其中VOCs排放總量表現為廣東?。旧虾Ｊ校颈本┦? 2017年全國尺度上VOCs排放總量為2.8×107t，與美國1980年人為源VOCs排放量(2.9×107t)水平相當. 全國水平、北京市、上海市和廣東省的VOCs排放量均呈現出工廠源＞交通源＞居民源＞電廠源的特征. 從全國尺度來看，交通源和居民源VOCs排放量呈波動下降趨勢，其中交通源的降幅較大，工廠源和電廠源VOCs排放量呈波動增長趨勢，其中工廠源的增幅較大；北京市、上海市和廣東省VOCs排放總量變化及各源排放的變化趨勢均不一致.

圖 8 中國2010?2017年NMVOC年排放量變化Fig.8 The emission variation of NMVOC in China from 2010 to 2017

我國VOCs管控時間較短，在管控框架、基礎支撐、制度保障等方面都有很大的上升空間[55-57]. 例如，我國VOCs的管控對象不統一，目前發布的文件和標準中VOCs定義各不相同，VOCs控制物種中沒有優先控制HAPs，尚未確定需重點管控的行業[58-59]；我國VOCs排放清單和組分觀測網建立仍不完備，如僅在重點區域建立了排放清單且存在清單數據不確定性大、數據間缺乏相互核對的現象[60]，其他地區尚未建立排放清單，仍存在VOCs監測技術不規范的情況，且組分觀測網覆蓋度小、精確度低；我國的管理制度保障尚顯不足，如2018年取消征收VOCs排污費及環境保護稅[40]，VOCs污染控制技術支撐不夠[61-63]，我國的公眾參與度較低.

5 美國人為源VOCs管控對我國的啟示

總結美國人為源VOCs管控歷程和經驗發現，美國通過逐步完善VOCs管控思路和推進VOCs管控措施，逐漸認清了VOCs與O3、PM2.5污染間的聯系，最終形成了相互支撐、環環相扣的VOCs管控體系.我國人為源VOCs涉及排放源多、排放體量大，各地區污染源結構錯綜復雜，地區間污染相互影響，故我國在開展人為源VOCs管控工作時，需在總結美國人為源VOCs管控經驗的基礎上，結合我國環境空氣現狀及“十四五”期間的環境空氣改善目標，針對我國大氣VOCs管控的進展和存在的不足，得出我國“十四五”期間人為源VOCs的管控啟示.

5.1 優化管控體系

我國目前VOCs管控體系尚未完善，構建完善科學的管控體系有利于提高管控效率. VOCs的管控應包括四步，即確定管控對象、確定管控標準、確定最佳減排方案和落實最佳方案(見圖9). 管控對象應從管控VOCs的目的(其對O3、PM2.5、臭氧層等環境的影響，以及對人體健康的影響決策[58])、重點管控的VOCs物種及污染源等方面確定. 管控標準的設定應分階段、分區域細化. 管控方案的制定應考慮執行時的成本效益、技術支撐能力及落實的可行性. 減排方案的落實需要創新性技術支撐、激勵性制度保障、主動的公眾參與. “十四五”期間人為源VOCs的管控的首要目的應為遏制我國大氣復合污染的惡化趨勢，應著重管控高活性VOCs物種，豁免低活性VOCs物種，管控排放量大且逐步增加的工業源(特別是高活性VOCs物種豐富的有機溶劑源)和管控效率高的交通源，管控方案落實時應鼓勵優秀的省份率先開展試點工作.

圖 9 中國人為源VOCs的管控體系建議方案Fig.9 Proposed on the system of anthropogenic VOCs management and control in the China

5.2 提升基礎能力

多方位的基礎支撐是美國成功實現人為源VOCs管控的基礎，而我國相應的基礎支撐相對薄弱. 因此，建議加快地方排放清單建設，形成高精度、高質量的排放清單數據體系；提升VOCs在線觀測能力，定期更新并規范化我國VOCs監測技術和監測流程；拓寬VOCs組分觀測網的覆蓋度和精度[64-65]；形成可與美國媲美的標準化的數據復核流程[66]，如“地方上報-系統審核-人工審核-公布數據-公開數據的質量質控文件”；搭建VOCs組分數據、排放清單共享平臺；升級數值模擬系統中的成本效益分析、可執行性分析及技術可行性分析等板塊以提升科學決策系統.

5.3 完善制度保障

采取財政鼓勵制度，對提出創新性想法和方案的人員給予獎勵資金，以財政促進創新性發展；參考美國做法完善我國“許可證”“排放稅”“排污收費”和“排污交易”制度[67]，調動市場積極性和自主性；同時總結并借鑒我國大氣污染防治中酸雨[68-69]和《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》的成功經驗，完善的、科學的管理制度也能促進我國VOCs管控策略的落實速度與程度.

5.4 促進創新發展

美國人為源VOCs管控歷程證明，只有科技創新才能根本解決環境污染問題，如只有超低排放及零排放技術方案的支撐，才能從根本上減少VOCs排放，但我國目前相關創新性發展不足，VOCs技術方案支撐不夠. 因此，建議組建具有綜合創新能力的研究團隊以集中攻克我國清潔生產過程中的“卡脖子”技術，負責環境管理創新性方案制定、評估工作，更新我國的環境效益評價模型系統. 這一系列舉措的落實也可為日后“碳達峰、碳中和”打下基礎[53].

5.5 調動公眾參與

美國非政府組織的監督和意見反饋，給美國提供了環境管控思路、方向和策略，但我國的公眾參與較少. 組織有公眾影響力的人物做好正確的示范、引導工作，調動更多人加入環境保護中，能極大地促進監管工作的開展；定期并系統地開展環保知識講座，促進公眾學習和掌握基礎環境知識；公開VOCs監管信息及各項標準制訂細節；公開各地各污染物處理處置機構的聯系方式；認真解答環境保護咨詢問題并宣傳投訴渠道，該渠道的開設不僅利于環境監管，也利于公眾意見反饋，甚至能激發創新性方案的產生.