受控消耗臭氧層物質生態環境損害鑒定評估方法對比

章一丹，徐灝龍，許麗麗，陳 冉

（1.浙江省生態環境科學設計研究院，浙江 杭州 310007； 2.浙江省環科院環境損害司法鑒定所，浙江 杭州 310007； 3.浙江省環境污染控制技術研究重點實驗室，浙江 杭州 310007）

0 引言

2021年6月17日，中國政府根據 《〈關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書〉 基加利修正案》，將氫氟碳化物（HFCs）納入《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》管控范圍。 HFCs 是消耗臭氧層物質（ODS）的常用替代品，雖不是ODS，但HFCs 屬于溫室氣體，具有高全球升溫潛能值（GWP）[1-2]。 受控消耗臭氧層物質特性逐步從高消耗臭氧潛能值 （ODP） 轉為高全球升溫潛能值（GWP），因此，嚴控消耗臭氧層物質將助力我國實現碳達峰、碳中和目標[3]。

2017年12月，中央辦公廳、國務院辦公廳聯合印發《生態環境損害賠償制度改革方案》，在全國試行生態環境損害賠償制度，以破解 “企業污染、群眾受害、政府買單”困局。 2022年5月，生態環境部等14 家單位聯合印發《生態環境損害賠償管理規定》，指導改革步入常態化實施。近期，生態環境部部署開展全國消耗臭氧層物質執法專項行動，某保溫材料有限公司污染環境案成為全國首例因違法使用受控消耗臭氧層物質（ODS）被判處實刑的污染環境刑事和民事公益訴訟案件，入選2020年最高人民法院環境資源十大年度典型案例，并在聯合國環境規劃署網站刊登[4]。

受控消耗臭氧層物質的生態環境損害鑒定評估方法和實例鮮有報道。 大氣環境損害鑒定評估常采用虛擬治理成本法，主要基于排放前污染物的治理水平來表征其環境損害，但無法真實反映其排放后對環境的損害后果； 替代等值分析法將恢復行動所產生的環境價值貼現與受損環境的價值貼現建立等量關系，相對更貼近損害后果。 因此，通過分別采用虛擬治理成本法和替代等值分析法對三氯一氟甲烷（CFC-11）的生態環境損害進行研究對比，以期為具有不同ODP 和GWP 特性受控消耗臭氧層物質的生態環境損害鑒定評估提供參考。

1 案件基本情況

2019年7月9日，環境執法人員檢查某保溫材料有限公司時發現，該企業存在使用CFC-11生產組合聚醚保溫材料的違法行為。 該企業自2017年申報“年產4 000 t 聚氨酯硬泡組合聚醚保溫新材料項目”投產至2019年7月9日，違法購買使用CFC-11 共計36 批次849.5 t，違法加工出售的聚氨酯硬泡組合聚醚（或稱白料）約2 500 t。該企業共有4 個反應釜（1 個體積為20 m3，2 個體積為10 m3，1 個體積為5 m3），反應釜單次生產周期約2 h。 在常溫常壓下進行生產，首先將聚醚多元醇、有機硅泡沫穩定劑、發泡劑（141b）、聚酯多元醇、甘油等混合（質量比為40 ∶2 ∶1 ∶30 ∶1）后，由抽料泵吸入攪拌釜內攪拌30 min 成產品后進行檢驗，合格產品置于桶內存放24 h 后再次檢驗合格后出庫。

該企業環評獲審批的發泡劑為141b（一氟二氯乙烷），實際使用的是CFC-11。其主要原輔料實際消耗統計見表1。

表1 主要原輔料實際年消耗統計t

2 生態環境損害鑒定評估研究分析

2.1 污染物性質

受控消耗臭氧層物質屬有害物質[5]，三氯一氟甲烷為第一類全氯氟烴（氯氟化碳），代碼為CFC-11[6]。 其在危化學品目錄中序號為1859，CAS 編號為75-69-4，危險品標識為Xn 和N，分別表示有害物質和危害環境物質。 其主要用于制作制冷劑、發泡劑、清洗劑等。 按照《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》規定，自2010年1月1日起，CFC-11 除特殊用途外應全面禁止生產和使用。

在大氣中CFC-11 僅以氣態形式存在，其在對流層中非常穩定，半衰期為52 ～207年。 可擴散到地球各個部位，甚至可擴散到同溫層中進行光化學降解，產生氯原子并以催化分解的方式破壞臭氧層[7]。

2.2 污染物排放數量

該企業共計使用849.5 t CFC-11，折算成體積為571.28 m3。

由于該企業現場無廢氣處理設施，故采用固定頂罐呼吸排放模型鑒定評估污染物排放數量[8]。根據CFC-11 的特性，優化公式為：

式中：LW為固定頂罐的工作損失，kg/m3；M 為儲罐內蒸氣的相對分子質量，取137.37；P 為在大量液體狀態下真實的蒸氣壓力，Pa，取88 900；KN為周轉因子（無量綱），取值按年周轉次數（K）確定。

經計算，該企業CFC-11 的總排放量為3.05 t。

2.3 環境損害確認

基線的確定方法主要包括歷史數據、 對照數據、標準基準、專項研究[9]。 自2010年1月1日起，CFC-11 除特殊用途外，已被全面禁止生產和使用。 故近3年內，該評估區域無企業使用該產品，理論上空氣中不含有CFC-11，也無歷史數據。因此，本案以CFC-11 的檢出限推算基線水平，測定CFC-11 的方法檢出限為0.2 μg/g[10]，由此推算出基線水平為6.67 mg/m3。

因CFC-11 排放濃度無實測數據，故本案采用通過最小排放濃度理論計算與基線水平對比進行環境損害確認。 最小源強根據反應釜單批次投加量除以單次生產周期計算；最大產氣量根據固定頂罐（無外保溫）廢氣產生氣量估算表確定。

該企業一臺5 m3反應釜工作時，CFC-11 的用量為0.625 t/次，排放量為2.24 kg/次，生產周期約2 h/次，最小排放源強為1.12 kg/h。 企業所有拱頂罐罐體的總體積約53.5 m3，根據固定頂罐（無外保溫）廢氣產生氣量估算表，該企業罐體的最大產氣量約500～1 200 m3/h。

經計算，該企業CFC-11 的最小排放質量濃度為933 mg/m3，超出了基線水平（6.67 mg/m3），環境損害可以確認。

2.4 生態環境損害實物量化

因國內暫無CFC-11 排放相關標準，故參照前蘇聯CH 245—71《居民區大氣中有害物質的最大允許濃度》，“氟利昂-11” 的最大允許質量濃度為100 mg/m3，其晝、夜質量濃度均值為10 mg/m3。

采用Aerscreen 模型對生產過程中排放的CFC-11 廢氣進行落地濃度分析[11]。 最大源強取值為10.10 kg/h。 排放高度按照廠房高度，最低風速采用近似無風條件，取0.1 m/s。該企業CFC-11 落地質量濃度分析結果見表2。

表2 CFC-11 落地質量濃度

由表2 可以看出，在距離污染點47 m 處，CFC-11 廢氣的落地質量濃度最大值為15.47 mg/m3；對照基線水平（6.67 mg/m3），在距離污染源約1 ～ 275 m范圍內，CFC-11 的落地質量濃度高于基線水平，累計造成體積為4.57×108m3空氣中CFC-11 含量超過基線水平； 在距離污染源約10～110 m 范圍內，CFC-11 的落地質量濃度大于10 mg/m3，超出前蘇聯CH 245—71《居民區大氣中有害物質的最大允許濃度》 的規定，累計造成體積為3.05×108m3空氣中CFC-11 含量超過上述排放標準。

2.5 生態環境損害價值量化

2.5.1 選擇量化方法

本案污染物排放事實明確，但CFC-11 排入空氣后已稀釋擴散，難以通過修復或恢復工程完全恢復，宜采用虛擬治理成本法評估其生態環境損害[12-14]。 虛擬治理成本法主要基于排放前污染物的治理水平來表征其環境損害，但無法真實反映其排放后對環境的損害后果； 而替代等值分析法可將恢復行動所產生的環境價值貼現與受損環境的價值貼現建立等量關系，相對更貼近損害后果，因此，可采用替代等值分析法進行對比研究。

2.5.2 基于虛擬治理成本法鑒定評估研究

2.5.2.1 治理方法

由于處理CFC-11 廢氣的研究鮮有報道，而目前治理同類廢氣主要以活性炭吸附為主，故選擇活性炭吸附治理方法。

2.5.2.2 吸附塔設計風量

活性炭吸附塔設計去除率為90%，采用三級吸附對CFC-11 進行收集處理，在理想狀態下三級吸附的設計去除率為99.9%。 為保證廢氣得到充分收集，并保證CFC-11 廢氣排放達標，本案該項目設計風量應不低于1 515 m3/h。

2.5.2.3 治理成本

（1）活性炭用量及采購費用

黏膠基活性炭纖維對CFC-11 的吸附容量為0.788 g/g，全床層的飽和度為65.47%[15]。 常規活性炭對于CFC-11 的吸附能力，采用質量分數中間值約250 mg/g 進行計算[16]。 按照三級吸附設計，每一級的吸附率按90%計[17]。 經計算得出吸附塔活性炭用量見表3。

表3 吸附塔活性炭用量kg

市場上常規活性炭價格為5 900 元/t，則其采購費用為10.36 萬元。

（2）廢活性炭處置費用

吸附飽和后的廢活性炭需按照工業危險廢物處置，處置價格為3 500 元/t。 吸附后廢活性炭的總質量為20.61 t，綜合考慮再生利用價值后的處置費用為7.21 萬元。

（3）設備折舊費用

活性炭吸附廢氣處置設備的成本費用為10萬元/套，安裝費和調試費用按照設備成本的10%計算，設備成本為11 萬元。 設備按照8 a 折舊，排放CFC-11 時間共計1.67 a，由此計算出設備折舊費為2.29 萬元。

（4）日常運行費用

日常運行費用（包括人工、電費、維護費等）約3.00 萬元/a，由此計算出1.67 a 的日常運行費用為5.01 萬元。

（5）治理成本

經計算，治理質量為3.05 t CFC-11 的費用為24.87 萬元。

2.5.2.4 生態環境損害價值量化

環境空氣敏感系數見表4[18]。

表4 環境功能敏感系數

根據企業環境影響報告書及所在區域執行GB 3095—2012《環境空氣質量標準》的二級標準，選擇環境功能敏感系數為3。 經計算，基于虛擬治理成本法的生態環境損害值為74.64 萬元，折合成CFC-11 約24.48 萬元/t。此鑒定結論已被法院采信。

2.5.3 基于替代等值分析法鑒定評估

CFC-11 的100 a 全球升溫潛能值 （GWP）為4 750，其排放造成的溫室效應是二氧化碳的4 750倍。根據上海環境能源交易所的發布數據，截至今年，全國碳市場碳排放配額（CEA）累計成交量為2.30 × 108t，累計成交額為1.05 × 106萬元（平均碳排放配額成交價為45.6 元/ t）。

基于替代等值分析方法，以平均碳排放配額成交價計算，3.05 t CFC-11 造成的生態環境損害值為66.06 萬元，折合CFC-11 為21.66 萬元/t。

2.5.4 虛擬治理成本法和替代等值分析法對比

采用虛擬治理成本法評估得出生態環境損害值為74.64 萬元，折合CFC-11 為24.47 萬元/t；采用替代等值法評估得出生態環境損害值為66.06萬元，折合CFC-11 為21.66 萬元/t； 兩者相差11.5%。

CFC-11 的消耗臭氧潛能值（ODP）為1，通過虛擬治理成本法計算結果反算，ODP 對應的生態環境損害值為24.48 萬元/t；100 a 全球升溫潛能值（GWP）為4 750，GWP 對應的生態環境損害值為45.6 元/t。

以上評估數據和方法可為ODP 和GWP 代表的生態環境價值換算及具有不同ODP 和GWP 的受控消耗臭氧層物質的生態環境損害鑒定評估提供參考。

3 結論

（1）CFC-11 屬受控消耗臭氧層物質，故為有害物質，排放CFC-11 將消耗臭氧層、改變大氣環境和造成生態環境損害。

（2）某保溫材料有限公司非法購買使用849.5 t CFC-11。 經計算，排入空氣環境的CFC-11 質量為3.05 t 。CFC-11 的最小排放質量濃度為933 mg/m3，累計造成體積為4.57 × 108m3空氣中CFC-11 質量濃度超過基線水平（6.67 mg/m3）。

（3）采用虛擬治理成本法評估其生態環境損害值為74.64 萬元，折合ODP 為24.48 萬元/t；采用替代等值法評估其生態環境損害值為66.06 萬元，折合GWP 為45.6 元/t。

（4）CFC-11 在聚氨酯生產過程的作用是發泡劑，其半衰期為52 ～207 a，遠超其產品使用壽命；其生命周期包括白料生產、聚氨酯硬泡生產、成品使用和棄置回收4 個階段，每個階段均存在釋放進入空氣環境并造成生態環境損害的風險。