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环境监测技术讲座:国内大气挥发性有机物控制现状及对策研究

http://www.qctester.com/ 来源: 本站原创  浏览次数:2122 发布时间:2017-9-15 QC检测仪器网
前言
 
挥发性有机化合物(VOCs)是一类有机化合物的统称,对人体健康有较大危害。如苯被列为第一类致癌物。VOCs可以和氮氧化合物发生光化学反应,形成光化学烟雾;也能与大气中的OH、NO3、03,等氧化剂发生多途径反应,生成二次有机气溶胶(SOA)。在国际上,美国、欧盟等很早就认识到了VOCs对环境空气质量的重要影响,制定和实施了一系列VOCs污染控制的法律法规和排放标准。例如美国基于新污染源行为标准(NSPS)和《清洁空气法修正案》(CAAA)制定和完善了一系列的法规标准,有效减少了VOCs排放,极大改善了区域环境质量。在中国,VOCs已成为影响区域复合大气污染的重要前体物和参与物,并起着关键作用。鉴于此,本文从政策体系、标准规范和控制技术等方面系统论述了中国VOCs的管控现状及存在的问题,并对进一步提高管控能力提出了一些思路和建议,以期能为相关决策提供参考。
 
1中国大气VOCs的控制现状
 
1.1政策体系的建立
 
近年来,中国不断加强对VOCs污染的管理控制。2010年5月,环保部等9部门联合制定了《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见》,把开展VOCs防治工作列为大气污染联防联控的重要组成部分。2011年6月,《国家环境保护“十二五”科技发展规划》正式发布,明确提出研发具有自主知识产权的VOCs典型污染源控制技术及其相应的工艺与设备,并且针对VOCs研发污染控制技术综合评价指标体系和定量评估方法,筛选出最佳可行的大气污染控制技术。2012年2月,国务院颁布新的《环境空气质量标准》,增加了细颗粒物(PM2.5)和臭氧(03)8小时浓度限值监测指标,这将进一步推动VOCs污染治理工作的开展。2012年12月,《国家“十二五”重点区域大气污染防治规划》出台,指出要开展重点行业治理,完善VOCs污染防治体系。2013年5月,环保部发布《挥发性有机物(VOCs)污染防治技术政策》,提出VOCs污染防治应遵循源头和过程控制与末端治理相结合的综合防治原则,到2015年基本建立起重点区域VOCs污染防治体系,到2020年基本实现VOCs从原料到产品、从生产到消费的全过程减排。中国VOCs控制工作的政策体系已初步形成,并具有一定的可操作性。
 
1.2颁布的相关排放/检测标准
 
在现有大气污染源排放标准中,《橡胶制品工业污染物排放标准》(GB27632—2011)、《合成革与人造革工业污染物排放标准》(GB21902—2008)和《大气污染物综合排放标准》(GB16297—1996)共3个标准分别对典型行业、大气固定源和无组织等情况下的VOCs排放进行了规定,涉及的VOCs主要有苯、甲苯、二甲苯、非甲烷总烃、二甲基甲酰胺(DMF)、酚类、甲醛、乙醛和VOCs总量等。此外,《恶臭污染物排放标准》(GB14554—93)依据排气筒高度分别给出了甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫醚、三甲胺和苯乙烯等物质的每小时排放量限值(kg/h)。此外,部分省市也开始有针对性地制定VOCs相应的管理和控制措施。例如,北京市针对油气储运行业中VOCs的排放问题实施了《储油库油气排放控制和限值》(DB11/206—2010)、《油罐车油气排放控制和限值》(DB11/207—2010)和《加油站油气排放控制和限值》(DB11/208—2010)等标准;广东省针对典型VOCs排放行业,颁布了《家具制造行业挥发性有机化合物排放标准》(DB44/814—2010)、《印刷行业挥发性有机化合物排放标准》(DB44/815—2010)、《表面涂装(汽车制造业)挥发性有机化合物排放标准》(DB44/816—2010)和《制鞋行业挥发性有机化合物排放标准》(DB44/817—2010)等。
 
在大气污染源排放VOCs的监测技术规范方面,目前尚未发布独立的国家标准。但是,在《合成革与人造革工业污染物排放标准》(GB21902—2008)的附录C中,对工业源VOCs的采样点位、时间、频度、样品前处理和分析测定方法等进行了详细规定和说明。该导则基本能满足工业源VOCs的监测需求,同时环境空气VOCs样品采集和分析也可参照执行。此外,《工作场所空气有毒物质测定一酰胺类化合物》(GBZ/T16062—2004)、《工作场所空气有毒物质测定一脂肪族酮类化合物》(GBZ/T16055—2004)、《工作场所空气有毒物质测定一芳香烃类化合物》(GBZ/T16042—2007)和《多氯代二苯并二恶英和多氯代二苯并呋喃的测定一同位素稀释高分辨毛细管气相色谱/高分辨质谱法》(HJ/T77—2001)等4个标准从不同角度涵盖了多种VOCs的测定。另外,国内学者还开展了许多采样和分析方法研究,这些工作为制定环境空气VOCs的监测技术方法和相关标准打下了坚实的基础。
 
1.3主要采取的控制技术
 
在控制技术领域,目前国外主要是通过使用先进清洁生产工艺流程和开发改进原有设备以达到削减VOCs排放的目的。控制技术也以引进和模仿国外的为主,特别是美国海湾地区空气质量管理区(BAAQMD)指导文件、加州空气污染控制协会(CAPCOA)信息中心、清洁空气技术中心(CATC)空气污染技术报告等均提供了典型行业最佳可行控制技术(BACT)的相关信息。但由于目前中国对VOCs的控制还未形成体系,故只对少数行业采取控制,并根据不同行业排放有机废气的浓度和价值来
 
决定采用回收或销毁的技术措施。例如,对于浓度大于5000mg/m33或者有利用价值的VOCs大多采用回收技术循环利用;对于浓度小于1000mg/m3则以销毁技术为主。主要的控制技术有传统的燃烧法、吸附法、吸收法、冷凝法和生物膜法等,还有新兴的电晕法和光催化氧化法等,不同技术适用范围不同。以涂料行业为例,燃烧技术主要用于烘干室排放的含VOCs废气的治理,吸附技术主要处理低浓度的喷涂室排放的尾气。
 
2VOCs控制中存在的主要问题
 
2.1基础数据匮乏,排放状况不清
 
中国工业门类复杂,产业规模庞大,目前环境污染控制主要着重于常规污染物。由于重视程度不够以及有毒有害废气管理与监控条件所限,中国环境监管部门对于工业企业有毒有害废气的排放源分布、排放强度和治理情况等基础信息掌握较少。环境空气中VOCs的监测仍以科学家自主小规模探索式研究为主,缺乏区域和全国环境空气VOCs污染特征等基础数据,排放状况不清。在VOCs排放量方面,目前学者仍主要采用欧盟或美国的排放系数进行测算p一0l,这导致结果的可靠性和可应用性不足。
 
2.2法律法规滞后,污染防治与监管体系不健全
 
现阶段中国VOCs控制才刚刚起步,系统性不强、行业针对性差、控制不全面等问题较为突出。?18?现行《大气污染防治法》(2000年)中仅提到“有机烃类尾气”、“有毒有害气体”和“有毒有害烟尘”,没有关于VOCs的具体陈述。此外,目前国家和地方大气污染防治相关的法律、法规中对于有毒有害废气的污染防治管理条文仅局限于突发性事故条件,缺少对有毒有害废气污染源环保入、日常监管和风险防范方面的专项具体要求,系统有效的有毒有害废气污染防治和监管体系亟待建立。
 
2.3排放标准和监测规范不完善,控制技术亟需革新
 
VOCs污染物种类复杂、来源广泛。目前中国环境空气质量标准尚未包括VOCs,典型行业VOCs排放标准也存在明显不足,亟待完善。大气污染源和环境空气VOCs监测分析方法以参考国外相关标准为主,缺少统一的技术规范,使不同研究结果缺乏可比性,增加了污染防治工作的难度。在控制技术方面,以模仿和追踪国外技术为主,缺少适合中国国情的具有自主知识产权的控制技术。
 
3进一步加强VOCs管控的思路和建议
 
3.1完善法律法规
 
尽快修改《大气污染防治法》,增加VOCs相关管理和控制内容。建议在《大气污染防治法》修订中以专节形式,集中规定防治“有毒有害物质”污染大气的特殊管理制度和措施。主要内容应包括:一是制定VOCs类有毒空气污染物优先控制名录;二是对VOCs类有毒空气污染物实施环境管理登记;三是禁止或者限制VOCs类有毒空气污染物的生产、使用;四是明确VOCs类有毒空气污染物的控制及削减计划;五是控制VOCs类有毒空气污染物所致的室内空气污染,特别是公共场所室内空气污染;六是推行VOCs类有毒空气污染物的环境污染责任保险等。
 
3.2健全制度体系
 
一是组织相关部门和地方全面开展中国大气VOCs的污染普查,明确高排放重点行业的类型和区域布局。二是有针对性地开展重点地区VOCs污染控制试点工作,基于试点经验研究制定在全国层面加强管控的措施。三是加强VOCs控制技术的研发投入,开发研制VOCs的替代品,改进现有工艺和生产设备,减少生产过程中的VOCs排放。四是对未建设VOCs防治设施或不能稳定达标排放的企业,加大投资力度,限期治理,逾期不能完成治理任务者,应停止生产、依法关闭。五是环境保护部门应建立专门的监督检查机制,并强化执法力度。
 
3.3加强标准控制
 
从完善监测标准、排放标准和环保行业标准三个层面加强VOCs的控制。在监测标准方面,一是加快制定VOCs监测方法标准;二是环境空气和固定源废气排放标准中增加典型VOCs限值;三是制定和颁布VOCs的采样和测定分析方法标准,为各地监测系统的监测工作提前打下基础。在排放标准方面,一是重点完善典型行业VOCs排放标准体系,二是逐步制定污染源VOCs类有毒空气污染物排放和标准。在环保行业标准方面,一是完善环保涂料、油墨、清洗剂等含VOCs类有毒空气污染物的环境标识标准,二是制定电子电器产品、通用设备等表面涂装行业的清洁生产标准。
 
4结语
 
近年来,中国不断加大对VOCs的管控力度,从制定政策体系、建立监测标准等角度采取了一系列的措施。但总体来看,中国大气VOCs控制存在基础数据匮乏,排放状况不清、法律法规滞后,污染防治与监管体系不健全、排放标准和监测规范不完善,控制技术亟需革新等问题,需要进一步完善法律法规、健全制度体系和加强标准控制。
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