化工園區氣態污染物特征因子庫的建立與應用

摘要：目前，部分化工園區企業排放的廢氣種類、分布和去向不明。有必要對企業有組織排氣筒進行調查，開展采樣監測，結合企業特性、物質毒性及嗅閾值等重要因素，建立化工園區的氣態污染物特征因子庫，提升園區精細化管理能力，為園區環境治理提供有效支撐。

關鍵詞：化工園區；氣態污染物；特征因子庫

中圖分類號：X8 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2023）03-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.03.041

Abstract： At present， the type， distribution， and destination of exhaust gas emitted by some chemical industry park enterprises are unknown. It is necessary to investigate the organized exhaust funnel of enterprises， carry out sampling monitoring， and combine important factors such as enterprise characteristics， substance toxicity， and odor threshold to establish a characteristic factor database of gaseous pollutants in chemical industry parks， improve the park's refined management capabilities， and provide effective support for the park's environmental treatment.

Keywords： chemical industry park; gaseous pollutants; characteristic factor database

近年來，隨著城鎮化進程的加快，化工園區周邊的環境敏感點增多。化工企業會排放較多廢氣，其對區域空氣質量的影響不容忽視，但由于缺乏全面、務實的調查，化工企業排放的廢氣種類、分布和去向不明，化工園區無法對污染物進行針對性控制，廢氣排放的管控決策水平亟待提高[1]。因此，有必要對化工園區企業的有組織排氣筒進行系統調查和采樣監測，真實反映廢氣的排放環節和處理設施，明確各企業有組織廢氣的排放特征，建立企業排氣筒物質清單[2]，為園區廢氣排放的精準管控決策提供數據支持。本文以某化工園區為例，結合園區大氣污染特征、污染監管現狀和監管需求，建立園區氣態污染物特征因子庫，以期提升園區整體的監管能力。

1 化工園區概況

該化工園區位于我國東部沿海地區，有100多家化工企業，主要涉及石油和天然氣化工、基本有機化工原料、精細化工、高分子材料、生命醫藥、新型化工材料等領域，生產過程涉及較多的有毒有害化學品。園區規模龐大，產業結構復雜，排放的污染物種類多且總量大，園區環境管理存在一些難點。部分廢氣具有一定刺激性氣味，存在擾民問題，但園區內涉氣企業眾多，難以確定廢氣來源。當前急需建立化工園區氣態污染物特征因子庫，全面把握園區企業廢氣排放特征，繼而開展污染物溯源及管控工作，為建立健全化工園區揮發性有機物（VOCs）管理體系提供支撐。

2 氣態污染物特征因子庫的建立

2.1 技術路線

選擇一套原理科學、技術成熟的數據獲取及分析方法是高效建立氣態污染物特征因子庫的前提條件。一般而言，監測設備分辨率高，易引入背景空氣污染物，若單以監測手段為主導，則監測結果涉及的氣態污染物種類繁多；若以環評、排污許可證等資料為主導，則分析結果往往摻雜經驗因素，受限于資料的完整性，部分污染因子易被遺漏[3]。因此，要將調查與監測相結合，全面、準確地建立化工園區氣態污染物特征因子庫，其技術路線如圖1所示。

2.2 調查分析

首先，要收集基礎資料，明確調查企業的排氣筒數量，綜合考慮項目環評及批復，深入企業車間，對企業廢氣收集現狀、廢氣處理設施設計及運行情況等進行摸排。同時，采用綜合調查法對園區內化工企業進行調查，明確產品生產線、生產工藝及工序。最后，對調查結果進行匯總和整理，評估企業氣態污染物特征因子，確定監測任務。

2.3 監測分析

監測分析是在不清楚排氣筒排放何種污染物的情況下進行全組分檢測，以達到與調查結果相互印證的目的。主要采用氣質聯用法進行VOCs的定性分析，樣氣中的待測組分在載氣帶動下進入色譜柱（固定相），由于各組分性質和結構的不同，其與色譜柱中的固定相相互作用時存在差異，在同一推動力（載氣）作用下，不同組分在固定相中的移動速率不同，使組分按先后不同的時間次序從固定相中流出，分別進入氣相色譜儀、質譜檢測器。進入氣相色譜儀的組分經燃燒裂解產生自由基（次甲基），在火焰區與空氣中的激發態原子氧（或分子氧）發生反應，化學電離產生的正負離子在極化電壓作用下形成微電場，分別向相反極性的電極運動而形成微電流，由收集極對微電流進行收集、輸出，經高阻放大后獲得可測量的壓電信號，記錄并計算信號形成的峰面積，從而得到與組分濃度成正比的色譜圖，經標定后對組分進行定量，按出峰的保留時間對其進行定性。此外，在同等條件下，采集平行樣品送實驗室分析，通過平行樣衡量監測過程的精密性，利用分析等環節進行質量控制，確保現場平行樣的一致性和均勻性，系統反映監測工作的精密性[4]。

2.4 評估企業氣態污染物特征因子

在調查結果和監測數據的基礎上進行綜合分析，結合物質毒性、嗅閾值等重要因素，確定企業的氣態污染物特征因子。企業氣態污染物特征因子庫主要有7項篩選規則。一是調查與監測中能夠相互印證的廢氣污染物；二是通過氣質聯用儀和標準樣品方法檢出的廢氣污染物（濃度較高）；三是結合美國國家標準與技術研究院（NIST）的譜庫匹配度，匹配度為100%且濃度較高的廢氣污染物；四是監測分析準確度高的常規無機污染物；五是檢出的嗅閾值較小或高毒的廢氣污染物；六是實際生產中使用量大且易揮發但由于檢驗能力未被檢出的廢氣污染物。七是經綜合評估，考慮物質揮發性、毒性、嗅閾值等特性而確定的廢氣污染物。

2.5 質控手段

為進一步確保化工園區氣態污染物特征因子庫的準確性、全面性，采取多種手段對調查與監測工作進行質量控制。

2.5.1 確定最佳的監測時間

為了盡可能減小對企業生產的影響，調查團隊根據前期獲得的基礎資料，辨析出其中導致不同監測時間得出不同監測結果的影響因素，如不同工序的生產時間安排、多產品生產線的生產計劃等。確認企業的生產計劃安排后，選擇最佳或較佳的采樣時間，保證每次進廠監測的有效性和代表性。

2.5.2 客觀、全面地記錄監測時生產工況

調查團隊和監測團隊同時進廠，對排氣筒的數量與規格、企業原輔料規格與純度等特性進行詳細調查，確保監測團隊監測時對應的真實現場工況、運行狀態被準確記錄，保存現場拍照等影像資料，調查團隊負責記錄、整理與存檔。

2.5.3 調查與監測的高效協同管理

本次工作必然涉及調查和監測兩種工作的配合，如何盡可能減少兩類工作最終結果的偏差，對項目質量具有重要意義。前述內容已經包括部分調查團隊和監測團隊協同工作的方法保證。此外，項目質控中，調查與監測協同管理的工作重點還考慮7個方面。一是重視企業產品清單和原輔料清單的全面性。產品及原輔料不全面，很可能造成調查分析中某個或某些因子的遺漏，調查團隊有職責在收集資料時注意產品和原輔料清單的全面性，最好要求企業提供產品的銷售報表和原輔料采購清單。二是要求監測團隊采樣和數據分析方法準確，充分進行元素組成、質譜信息、質譜數據庫等的比對。三是監測團隊應采用各種監測分析方法，盡可能減少遺漏，并做好監測分析的質控和采樣記錄，降低誤差影響。四是選擇技術成熟可靠的無機廢氣監測分析方法。五是適當增加環境空氣背景點、過程點的監測，識別和去除干擾。六是調查團隊和監測團隊建立例會制度，充分溝通，優化各自技術方法。七是進入企業現場調查和監測，嚴格遵守企業的各項規章制度與環保要求。

2.5.4 多級審核流程

調查方案進行多級審核，并聘請外部專家，以確保方案的完整性、可行性和準確性。

2.5.5 調查結果與監測數據的偏差處理

調查和監測之后會比對數據，如果出現偏差，會對調查和監測工作進行反饋。若污染因子出現偏差，調查團隊要核實企業實際情況，對原輔料與工藝過程重新核實，復審和再次確認污染因子；監測團隊復查監測方法，找出偏差原因，必要時進行再次監測，直至確定污染因子。

3 氣態污染物特征因子庫的應用

化工園區要細致調査、監測園區企業廢氣排放情況，確定企業氣態污染物特征因子，建立氣態污染物特征因子庫。氣態污染物特征因子庫在化工園區精細化管控中具有顯著作用，與園區日常走航巡檢對比，可以確定氣態污染物特征因子來源。隨后，環境執法人員進行現場檢查，證實企業存在的問題，責令企業限期整改。在日常管理中，化工園區可進一步開發氣態污染物特征因子庫的應用模式。一是結合園區企業廢氣排放數據，對有異常的企業進行全面排查，實現精準治污；二是與大氣污染溯源及防治有機結合[5-6]，為其提供數據支撐。

4 結語

化工園區是以化工產業為核心的開發區，存在潛在高危性，重大危險源眾多。化工園區氣態污染物特征因子庫的構建將進一步提升園區VOCs監測預警能力和可疑企業識別能力，為園區大氣精細化管控、區域環境空氣質量提升、重污染天氣應急處置等工作提供有效支撐。

參考文獻

1 蔡小飛，仲其祥.化工園區有機廢氣“指紋”監測與管理對策分析[J].計算機產品與流通，2021（10）：99-100.

2 毛 攀.南京市化工行業非甲烷揮發性有機物排放清單研究[J].中國科技論文，2015（12）：1424-1430.

3 毛小柳.化工園區氣態特征污染因子庫的建立方法[J].北方環境，2019（10）：136-137.

4 劉愛萍，馬亞娟.環境監測實驗室分析工作中的質量控制策略[J].生態環境與保護，2022（5）：26-28.

5 方鏡堯，童頌穎，張 林，等.某工業園區VOCs監測預警系統研究與應用[J].環境科技，2021（5）：52-56.

6 胡天鵬，李 剛，毛 瑤，等.某石油化工園區秋季VOCs污染特征及來源解析[J].環境科學，2018（2）：517-524.