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文檔簡(jiǎn)介
第1章緒論1.1研究背景及意義我國(guó)O3污染問(wèn)題日益突出,VOCs是現(xiàn)階段重點(diǎn)區(qū)域O3產(chǎn)生的主要控制因素。城市O3是一種二次污染物,主要由大氣中的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)和氮氧化物(NOx)等前體在太陽(yáng)紫外線的照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生。與微塵、二氧化硫、氮氧化物等污染治理相比,VOCs治理基礎(chǔ)薄弱,是大氣環(huán)境治理的劣勢(shì)。石油化工、化工、工業(yè)涂料、包裝印刷、油品儲(chǔ)運(yùn)和銷(xiāo)售是我國(guó)VOCs排放的主要來(lái)源。為打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn),進(jìn)一步改善空氣質(zhì)量,全面加強(qiáng)核心行業(yè)VOCs管理刻不容緩。根據(jù)S環(huán)境狀況公報(bào)顯示,近年來(lái),S傳統(tǒng)大氣污染物SO2和NO2濃度總體呈下降趨勢(shì),顆粒物濃度逐年上升,大氣污染呈現(xiàn)跨區(qū)域多污染的復(fù)合型污染特征。S作為中國(guó)北方重要綜合交通樞紐,是全國(guó)重要的工業(yè)基地之一,在生態(tài)文明和健康中國(guó)建設(shè)中有舉足輕重的地位。但是城市空氣質(zhì)量成為影響其發(fā)展的重要因素之一,依據(jù)S市生態(tài)環(huán)境局2021年政府信息公開(kāi)工作年度報(bào)告得知全市PM2.5年均濃度為45μg/m3,超過(guò)國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(35μg/m3)0.29倍。全市NO2年均濃度為44μg/m3,超過(guò)國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(40μg/m3)0.10倍。城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的同時(shí),一方面造成的生態(tài)環(huán)境壓力和風(fēng)險(xiǎn)不斷增大,另一方面市民對(duì)美好生態(tài)環(huán)境的期待提出了更高的要求。因此本研究就是基于上述背景,探究S市某區(qū)各行業(yè)的環(huán)境空氣質(zhì)量問(wèn)題特別是突出的臭氧污染問(wèn)題,分析各行業(yè)重點(diǎn)控制污染物及VOCs排放特征,為改善S市的生態(tài)環(huán)境建言獻(xiàn)策,為藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的精準(zhǔn)施策提供參考依據(jù),研究結(jié)果具有重要的參考價(jià)值。同時(shí),本研究通過(guò)對(duì)各行業(yè)現(xiàn)狀的分析,督促重點(diǎn)污染企業(yè)重視經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中VOCs排放的防控,積極向綠色轉(zhuǎn)型。也增加了人們對(duì)生產(chǎn)材料環(huán)保的興趣,提高了人們的生活質(zhì)量。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1VOCs來(lái)源分析研究現(xiàn)狀目前針對(duì)城市大氣環(huán)境中VOCs來(lái)源及成分相關(guān)的研究不多,部分研究方法及研究結(jié)論見(jiàn)表1.1。表1.1城市大氣環(huán)境中VOCs來(lái)源及成分相關(guān)的研究匯總作者及參考文獻(xiàn)研究方法研究區(qū)域或?qū)ο笾饕Y(jié)論張靳杰[2]GC-MS方法武漢市汽油機(jī)動(dòng)車(chē)和柴油機(jī)動(dòng)車(chē)VOCs的排放特征武漢市在用汽油機(jī)動(dòng)車(chē)和柴油機(jī)動(dòng)車(chē)總VOCs平均排放濃度分別為5.885±2.365mg/m3和6.755±2.966mg/m3。統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn),汽油機(jī)動(dòng)車(chē)排放VOCs中芳香烴類的占比大于柴油機(jī)動(dòng)楊宜昌[3]在線觀測(cè),比值計(jì)算及模型模擬武漢某城區(qū)四季臭氧污染特征臭氧濃度超標(biāo)主要集中在春夏季的5-8月,各季平均濃度由高到低依次為春季、夏季、秋季、冬季,一天中最值出現(xiàn)的時(shí)間段分別為8:00和16:00左右;武漢市臭氧濃度變化主要受VOCs控制。段佳鵬等[4]GC-MS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)武漢某城區(qū)秋季大氣揮發(fā)性有機(jī)物污染特征及部分物種來(lái)源武漢城區(qū)秋季大氣中VOCs體積分?jǐn)?shù)峰值分別出現(xiàn)在6:00-8:00和19:00-23:00,其中占比由高到底依次為烷烴、烯烴、芳香烴等。ZhanshanWang[5]GC-FID系統(tǒng)河北省暖季多站點(diǎn)觀測(cè)的揮發(fā)性有機(jī)化合物(揮發(fā)性有機(jī)物)特征在2019年的暖季,VOCs的月平均濃度先升高后下降,最高濃度出現(xiàn)在7月和8月。VOCs的日變化呈雙峰曲線,第一個(gè)峰值發(fā)生在07:00-09:00之間,第二個(gè)峰值發(fā)生在23:00-0:00之間??芍蠖鄶?shù)研究者表明O3濃度最大值出現(xiàn)在春夏季節(jié),而VOCs是冬季的濃度最高,且濃度最高點(diǎn)主要集中在交通早晚高峰時(shí)間段。然而,正矩陣分解(PMF)模型主要用于國(guó)內(nèi)外學(xué)者目前在城市和工業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行的VOCs來(lái)源分析研究,例如:南京江北工業(yè)區(qū)[6]、寶雞市區(qū)和工業(yè)區(qū)[7]、臺(tái)灣梅遼工業(yè)區(qū)[8]、土耳其阿利亞加工業(yè)區(qū)[9]和美國(guó)休斯頓石化基地[10]等,但在精細(xì)化工園區(qū)的源解析研究仍然較少?,F(xiàn)階段,基于精細(xì)化工園區(qū)高分辨率源排放清單的建立技術(shù)還不夠成熟,PMF模型不依賴詳細(xì)的源排放清單,較適用于在VOCs排放情況復(fù)雜的精細(xì)化工園區(qū)開(kāi)展源排放特征研究。大氣中氣態(tài)污染物的水平擴(kuò)散受風(fēng)向和風(fēng)速的影響較大,但PMF模型忽略了氣象因素對(duì)大氣污染物擴(kuò)散過(guò)程的影響,導(dǎo)致分析結(jié)果存在一定的不確定性。使用條件雙變量概率函數(shù)(CBPF)分析源貢獻(xiàn)與風(fēng)場(chǎng)因子之間關(guān)系的模型,Carslaw等[11]、Bari等[12]、Zheng等[13]對(duì)倫敦希思羅機(jī)場(chǎng)、卡爾加里市和長(zhǎng)江石化綜合體的污染源均已成功識(shí)別,但PMF模型和CBPF結(jié)合用于精細(xì)化工綜合體的污染源分析很少。PMF和CBPF的結(jié)合可以直觀地分析風(fēng)向、風(fēng)速和源貢獻(xiàn)之間的關(guān)系[14]。1.2.2VOCs污染控制研究現(xiàn)狀2013年,國(guó)務(wù)院公布了《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(以下簡(jiǎn)稱《大氣十條》),重點(diǎn)加強(qiáng)大氣污染防治,以細(xì)粉塵為重點(diǎn),提出了當(dāng)前和今后的工作方向?!洞髿馐畻l》實(shí)施5年來(lái),在黨中央、國(guó)務(wù)院的堅(jiān)強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)下,各地區(qū)、各部門(mén)、各單位思想統(tǒng)一、態(tài)度果斷、行動(dòng)有力,堅(jiān)定推進(jìn)各項(xiàng)政策、措施。提前建立聯(lián)席治理治理結(jié)構(gòu),優(yōu)化產(chǎn)業(yè)和能源結(jié)構(gòu),不斷加強(qiáng)重點(diǎn)行業(yè)和領(lǐng)域治理,加強(qiáng)環(huán)境法制保護(hù),大氣環(huán)境治理能力穩(wěn)步提升加強(qiáng)。《大氣十條》45項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)確定,全部如期完成[15]。2018年6月,國(guó)務(wù)院正式發(fā)布《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》,提出空氣質(zhì)量目標(biāo)。經(jīng)過(guò)三年努力,主要大氣污染物排放總量顯著降低,溫室氣體排放量調(diào)整,PM2.5濃度進(jìn)一步降低,空氣污染顯著降低,天數(shù)將顯著改善環(huán)境空氣質(zhì)量改善和大大提高了人們的藍(lán)天幸福感。到2020年,二氧化硫、氮氧化物排放總量比2015年下降15%以上,縣級(jí)以上不達(dá)標(biāo)城市PM2.5濃度下降18%以上。與2015年相比,縣級(jí)以上城市空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良天數(shù)比例達(dá)到80%,重度污染天數(shù)比例比2015年下降25%以上[16]。1.3研究?jī)?nèi)容及方法本研究選擇S市某區(qū)域作為研究對(duì)象,主要研究?jī)?nèi)容在以下幾個(gè)方面:(1)研究區(qū)域現(xiàn)狀:依據(jù)S市環(huán)境狀況報(bào)告、統(tǒng)計(jì)年鑒及全國(guó)第二次污染源普查數(shù)據(jù)庫(kù)以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研等形式,了解研究區(qū)域環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀、經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀、環(huán)境管理現(xiàn)狀、各行業(yè)主要污染源的產(chǎn)排特征;(2)根據(jù)文獻(xiàn)回顧和區(qū)域研究驗(yàn)證,識(shí)別存在的重點(diǎn)環(huán)境問(wèn)題和污染防治、監(jiān)督管理工作需要改進(jìn)的環(huán)節(jié),明確VOC排放的組織性和非系統(tǒng)性環(huán)節(jié)以及研究排放的成因;(3)管理措施研究:根據(jù)(1)(2)的研究結(jié)果,對(duì)S市特定區(qū)域的主要行業(yè)或企業(yè)VOCs污染排放整治方面存在不足的區(qū)域。從政策和法律制度、技術(shù)和政策等方面討論了具體的補(bǔ)救措施,分析了工業(yè)VOCs污染防治行動(dòng)和可行性。
第2章研究區(qū)域調(diào)研結(jié)果及分析2.1研究區(qū)域概況研究區(qū)域?yàn)镾市路南區(qū),是S市中心城區(qū)之一,屬于東部季風(fēng)暖溫帶濱海氣候,四季分明,年平均氣溫11.1℃,最低氣溫-23℃,最高氣溫39.7℃;年均無(wú)霜期6~7個(gè)月,年均降雨量為646mm,雨水多集中于夏季?,F(xiàn)以形成了以煤炭、鋼鐵、電力、建材、機(jī)械、化工、陶瓷、紡織、造紙、食品為主的十大支柱產(chǎn)業(yè)。并逐步引進(jìn)思科、神州數(shù)碼、東軟軟件等IT企業(yè),服務(wù)業(yè)、勞務(wù)業(yè)在全區(qū)生產(chǎn)總值所占比重也越來(lái)越高。2.2研究區(qū)域主要環(huán)境問(wèn)題本研究獲取研究區(qū)主要測(cè)點(diǎn)2017-2021年大氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),具體見(jiàn)表2.1。表2.1近年研究區(qū)環(huán)境空氣中主要污染物濃度達(dá)標(biāo)率變化PM10SO2NO2O3COPM2.5201778.2%100%87.9%80.2%100%84.2%201886.5%100%89.2%85.3%100%87.1%201990.2%100%90.6%85.6%100%88.4%2020100%100%100%88.2%100%89.6%2021100%100%92.5%79.1%100%81.4%可知,污染物PM2.5、PM10以及SO2均呈現(xiàn)逐年遞減趨勢(shì),SO2和CO的濃度近年來(lái)達(dá)標(biāo)率均為100%,且SO2濃度在逐年緩慢下降,CO濃度在緩慢上升。而O3濃度處于上升趨勢(shì),且在2019年升高至峰值,即O3濃度由101μg/m3上升至189μg/m3(超過(guò)年均二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)濃度限值,超標(biāo)倍數(shù)為0.18倍)。表2.22021年本區(qū)域監(jiān)測(cè)點(diǎn)各污染物指標(biāo)在S市的質(zhì)量排序PM10SO2NO2O3COPM2.5二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)濃度(μg/m3)706040160400035續(xù)表2.22021年本區(qū)域監(jiān)測(cè)點(diǎn)各污染物指標(biāo)在S市的質(zhì)量排序PM10SO2NO2O3COPM2.5本區(qū)域監(jiān)控點(diǎn)濃度691041189150044是否超標(biāo)否否是是否是質(zhì)量濃度在10個(gè)站點(diǎn)中的排序45(并列)282(并列)4從上述數(shù)據(jù)可以看出,2021年研究區(qū)國(guó)控點(diǎn)超標(biāo)的指標(biāo)是NO2、O3、PM2.5;從2021年度S市主要控點(diǎn)各污染物指標(biāo)排序看,研究區(qū)監(jiān)控點(diǎn)的O3、SO2、PM10、PM2.5依次排在第8(倒數(shù)第2)、5(倒數(shù)第6)、4、4名,可見(jiàn)臭氧是首要需要控制的污染物。第3章VOCs排放監(jiān)測(cè)結(jié)果與分析3.1研究區(qū)域VOCs監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)分析3.1.1100%檢出率的VOCs成分在符合要求的天氣條件下共采集了40個(gè)樣品,100%檢出率的VOCs成分結(jié)果總結(jié)如表3.1,主要成分為35種,其中按照烷烴類、烯烴類等分類,烷烴類別最多達(dá)到15種、其次是芳香烴12種。表3.1采樣點(diǎn)c100%檢出率的VOCs成分類別目標(biāo)組分平均值/(μg·m-3)檢出限相對(duì)誤差/%烷烴類丙烷4.380.120.63異丁烷1.340.150.85正丁烷2.200.14-0.84異戊烷2.770.19-3.11正戊烷1.220.23-1.12二氯甲烷7.340.2616.72正己烷2.010.1510.62三氯甲烷2.850.2016.82環(huán)己烷2.030.1411.221,2-二氯乙烷1.710.2316.97庚烷0.670.239.071,2-二氯丙烷1.400.198.65癸烷0.710.45-3.27十一烷1.020.29-7.01十二烷3.700.166.48烯烴類乙烯2.130.094.68丙烯0.600.141.16四氯乙烯1.120.2710.83炔烴乙炔1.600.07-10.93芳香烴苯2.530.1814.52甲苯3.160.3210.43續(xù)表3.1采樣點(diǎn)c100%檢出率的VOCs成分類別目標(biāo)組分平均值/(μg·m-3)檢出限相對(duì)誤差/%芳香烴乙基苯1.760.259.12對(duì)/間-二甲苯5.740.1310.23鄰二甲苯1.860.268.043-乙基甲苯(間甲乙苯)0.570.334.354-甲乙苯0.690.435.191,3,5-三甲苯0.630.455.591,2,4-三甲基苯1.410.463.761,2,3-三甲基苯0.470.281.931,2,4-三氯苯1.410.18-17.88芳香烴萘4.920.10-5.01含氧組分甲基叔丁基醚0.730.3216.86其他氟利昂111.900.4618.73二硫化碳1.690.253.35四氯化碳5.240.2810.17TVOC75.513.1.2VOCs主要成分占比及時(shí)間分布特點(diǎn)研究區(qū)環(huán)境監(jiān)控站采樣點(diǎn)c處監(jiān)測(cè)采樣結(jié)果如下圖3.1所示。圖3.1采樣點(diǎn)c處的VOCs主要成分類別質(zhì)量分?jǐn)?shù)占比由圖3.1可知,采樣點(diǎn)采樣VOCs主要成分為烷烴類占比47.37%,其次為芳香烴占比28.88%。其他組分占比11.23%。烯烴類占比7.96%。其中占比最多的烷烴主要成分為二氯甲烷、丙烷、乙烷。3.1.3特征比值分析(1)B/T(苯/甲苯)比值分析有關(guān)研究表明:空氣中甲苯及其他物質(zhì)主要來(lái)自機(jī)動(dòng)車(chē)不完全燃燒后排放的廢氣,而苯和甲苯特征濃度比B/T則廣泛用來(lái)指示空氣芳香烴來(lái)源。當(dāng)B/T約為0.5時(shí),交通源是城市環(huán)境空氣芳香烴主要來(lái)源,B/T越高表明可能受到石油化工,化石燃料燃燒等因素影響;B/T越小表明除了交通源之外還存在涂料使用,溶劑揮發(fā)使芳香烴物質(zhì)向環(huán)境空氣遷移等問(wèn)題。采樣點(diǎn)B/T比值為0.8位于0.5附近,故采樣點(diǎn)芳香烴主要來(lái)源為交通源。(2)機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣特征因子分析乙炔、乙烯和1,3丁二烯的主要來(lái)源為機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放,i-戊烷、甲苯和異戊二烯同時(shí)也受到汽油蒸發(fā)、溶劑和油漆使用影響。國(guó)控點(diǎn)采樣點(diǎn)c中甲苯/乙烯為1.48,說(shuō)明主要受采樣期間交通源的影響。異戊二烯/1,3丁二烯的比值為0.525接近機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放的異戊二烯/1,3丁二烯比值(0.3~0.5),表明機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣為采樣點(diǎn)主要的VOCs排放源。3.2代表行業(yè)與企業(yè)產(chǎn)生VOCs的主要工藝環(huán)節(jié)本研究選取的是S市某區(qū)醫(yī)藥制造業(yè)、印刷和記錄媒介復(fù)印業(yè)的代表企業(yè)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析。3.2.1代表區(qū)域的確定及概況分別在醫(yī)藥制造業(yè)以及印刷和記錄媒介復(fù)印業(yè)中選擇一家代表性企業(yè),其中油墨印刷企業(yè)a位于路南區(qū)友誼街道,制藥企業(yè)b位于路南區(qū)學(xué)警路,實(shí)地調(diào)研后整理得到下表數(shù)據(jù)。表3.2代表企業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表序號(hào)內(nèi)容結(jié)果油墨印刷企業(yè)a制藥企業(yè)b1工業(yè)生產(chǎn)總值(千元):162100411492.52有/無(wú)鍋爐:有無(wú)3有/無(wú)工業(yè)爐窯:無(wú)無(wú)4是否有液體罐裝/裝載:無(wú)有續(xù)表3.2代表企業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表序號(hào)內(nèi)容結(jié)果油墨印刷企業(yè)a制藥企業(yè)b5含揮發(fā)性有機(jī)物原輔料使用情況:有有6含揮發(fā)性有機(jī)物的原輔材料名稱:溶劑型油墨溶劑型除油劑乙醇7含揮發(fā)性有機(jī)物的原輔材料使用量(噸/年):2775208揮發(fā)性有機(jī)物處理工藝及效率:70%55%9是否有相關(guān)負(fù)責(zé)人或技術(shù)人員:有有10VOCs制度完善性較為完善較為完善選取的油墨印刷企業(yè)a、制藥企業(yè)b年均分別使用含揮發(fā)性原輔材料277噸、520噸。均擁有揮發(fā)性有機(jī)物處理設(shè)施,經(jīng)過(guò)計(jì)算,效率分別為70%、55%。3.2.2代表企業(yè)產(chǎn)生VOCs的主要工藝(1)某油墨印刷企業(yè)a印刷生產(chǎn)一般包括印前、印刷、印后加工三個(gè)工藝過(guò)程。印刷工業(yè)企業(yè)使用的主要原輔材料包括紙張、紙板、塑料薄膜、鋁箔、紡織物、金屬板材、各類容器、顯影液、定影液等含VOCs的材料。印刷廢氣污染物包括VOCs及顆粒物等,顆粒物主要產(chǎn)生于平版印刷的噴粉和裝訂裁切工序。(2)某制藥企業(yè)b根據(jù)生態(tài)環(huán)境部大氣環(huán)境司編制的《制藥工業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物治理使用手冊(cè)》可知,某制藥企業(yè)a的VOCs排放環(huán)節(jié)圖如下圖3.2所示。圖3.2化學(xué)合成制藥生產(chǎn)工藝與VOCs排放環(huán)節(jié)圖3.3代表行業(yè)與企業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的VOCs監(jiān)測(cè)結(jié)果分析3.3.1油墨印刷行業(yè)代表企業(yè)(1)100%檢出率的VOCs成分在采樣點(diǎn)a所采集的10個(gè)樣品中,100%檢出率的VOCs成分結(jié)果總結(jié)如表3.3,檢出率達(dá)到100%的有39種成分,其中烷烴類別成分最多達(dá)到21種、其次是芳香烴和烯烴各7種。表3.3采樣點(diǎn)a100%檢出率的VOCs成分類別目標(biāo)組分平均值/(μg·m-3)檢出限相對(duì)誤差/%烷烴類乙烷3.850.08-0.70%丙烷5.740.164.28%異丁烷1.810.150.32%正丁烷2.230.19-1.58%環(huán)戊烷2.240.24-1.54%2,2-二甲基丁烷15.500.14-7.35%2-甲基戊烷6.000.34-18.19%正己烷32.000.22-2.48%1,1-二氯乙烷0.140.09-3.27%2,4-二甲基戊烷4.250.12-2.20%三氯甲烷6.090.21-2.30%2-甲基已烷(異庚烷)5.510.12-3.64%2,3-二甲基戊烷9.100.23-2.19%環(huán)己烷3.520.25-1.89%續(xù)表3.3采樣點(diǎn)a100%檢出率的VOCs成分類別目標(biāo)組分平均值/(μg·m-3)檢出限相對(duì)誤差/%烷烴類3-甲基已烷3.670.16-5.30%1,2-二氯乙烷2.210.11-3.39%庚烷1.310.23-4.43%十一烷1.760.20-10.74%鄰二氯苯0.970.32-0.95%1,2,4-三氯苯5.770.69-21.56%二氯甲烷0%烯烴類乙烯2.430.04-1.86%丙烯6.270.15-1.48%反-2-丁烯0.740.19-2.49%1-丁烯0.930.20-1.62%順-2-丁烯5.020.08-1.95%異戊二烯0.550.110.73%六氯-1,3-丁二烯1.980.340.70%芳香烴苯4.240.16-0.95%乙基苯2.480.15-1.38%對(duì)/間-二甲苯7.010.34-1.68%鄰二甲苯2.460.15-1.97%苯乙烯1.150.16-3.23%萘11.200.27-5.05%甲苯48.243.16-0.59%炔烴類乙炔1.460.07-4.79%其他二硫化碳2.040.13-0.59%乙酸乙酯31.000.13-2.58%四氯化碳6.630.46-3.82%TVOC268.75(2)VOCs主要成分占比在采樣點(diǎn)a采樣的VOCs的主要成分是烷烴,占49.46%,芳烴占28.57%。其他成分占14.76%。烯烴占6.67%。其中占比最多的烷烴主要成分為正己烷、二氯甲烷、2,2-二甲基丁烷其濃度從高到低依次為32μg/m3、19.25μg/m3、15.50μg/m3。芳香烴中主要成分為甲苯、萘、對(duì)/間-二甲苯,其濃度從高到低依次為48.24μg/m3、11.2μg/m3、7.01μg/m3。而烯烴中濃度最高的為丙烯其濃度為5.02μg/m3。圖3.3采樣點(diǎn)a處的VOCs主要成分類別質(zhì)量分?jǐn)?shù)占比3.3.2制藥行業(yè)代表企業(yè)(1)100%檢出率的VOCs成分在所有取樣中,100%檢出率的VOCs成分結(jié)果總結(jié)如表3.4,檢出率達(dá)到100%的有42種成分,其中烷烴類別成分最多達(dá)到19種、其次是芳香烴11種。表3.4采樣點(diǎn)b100%檢出率的VOCs成分類別目標(biāo)組分平均值/(μg·m-3)檢出限相對(duì)誤差/%烷烴類乙烷4.220.08-0.70%丙烷4.670.164.28%異丁烷1.500.150.32%正丁烷1.840.19-1.58%環(huán)戊烷2.170.24-1.54%氯甲烷0.910.08-15.94%2,2-二甲基丁烷22.300.14-7.35%二氯甲烷0%2-甲基戊烷12.000.34-18.19%正己烷21.000.22-2.48%2,4-二甲基戊烷9.800.12-2.20%三氯甲烷5.030.21-2.30%2-甲基已烷(異庚烷)15.000.12-3.64%2,3-二甲基戊烷5.000.23-2.19%續(xù)表3.4采樣點(diǎn)b100%檢出率的VOCs成分類別目標(biāo)組分平均值/(μg·m-3)檢出限相對(duì)誤差/%烷烴類環(huán)己烷4.000.25-1.89%3-甲基已烷9.220.16-5.30%1,2-二氯乙烷2.100.11-3.39%庚烷1.480.23-4.43%十一烷1.200.20-10.74%烯烴類乙烯3.270.04-1.86%丙烯4.850.15-1.48%反-2-丁烯0.780.19-2.49%1-丁烯0.940.20-1.62%順-2-丁烯6.860.08-1.95%六氯-1,3-丁二烯1.000.340.70%芳香烴苯2.450.16-0.95%對(duì)/間-二甲苯2.780.34-1.68%鄰二甲苯1.010.15-1.97%1,4-二氯苯0.810.30-1.13%1,2,3-三甲基苯0.300.20-3.42%1,3-二乙基苯0.350.27-3.32%1,4-二乙基苯0.540.23-4.15%鄰二氯苯0.550.32-0.95%1,2,4-三氯苯3.890.69-21.56%萘8.890.27-5.05%甲苯25.473.16-0.59%含氧組分四氫呋喃1.740.16-13.91%丙酮47.120.1811.26%炔烴類乙炔1.200.07-4.79%其他類氟利昂111.630.134.02%乙酸乙酯32.210.13-2.58%四氯化碳1.090.46-3.82%TVOC293.77(2)VOCs主要成分占比圖3.4采樣點(diǎn)b處的VOCs主要成分類別質(zhì)量分?jǐn)?shù)占比可知,在采樣點(diǎn)b采樣的VOCs中,烷烴占48.52%,其次是含氧成分,占16.63%。芳烴占16.01%。其他類占比11.89%。圖3.5采樣點(diǎn)bVOCs各組分質(zhì)量濃度可知,占比最多的烷烴主要成分為2,2-二甲基丁烷、正己烷、二氯甲烷其濃度從高到低依次為22.30μg/m3、21.00μg/m3、19.11μg/m3。芳香烴中主要成分為甲苯、萘、1,2,4-三氯苯,其濃度從高到低依次為25.47μg/m3、8.89μg/m3、3.89μg/m3。而烯烴中濃度最高的為順-2-丁烯其濃度為6.86μg/m3。采樣點(diǎn)b占比最多的成分為丙酮,其平均濃度為47.12μg/m3。
第4章主要污染防控措施4.1完善相應(yīng)的控制法規(guī)政策我國(guó)VOCs控制工作的政策體系已初步形成,并具有一定的可操作性。但是在政策層面還需進(jìn)一步完善。表4.1總結(jié)了現(xiàn)行相關(guān)政策及存在的主要問(wèn)題,以及依據(jù)具體問(wèn)題提出了相關(guān)建議。表4.1現(xiàn)行相關(guān)政策及存在的問(wèn)題及建議現(xiàn)行主要政策體系(國(guó)家層面)存在的主要問(wèn)題措施建議1.《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》(國(guó)發(fā)〔2018〕22號(hào))2.《關(guān)于加強(qiáng)固定污染源廢氣揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)工作的通知》(環(huán)辦監(jiān)測(cè)函[2018]123號(hào))3.《揮發(fā)性有機(jī)物無(wú)組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》GB37822-20194.《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》DB12/524-20145.《重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合治理方案》環(huán)大氣〔2019〕53號(hào)6.制藥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB37823—20197.涂料、油墨及膠粘劑工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB37824—20191.大氣污染聯(lián)合防治協(xié)同機(jī)制還不健全。2.技術(shù)政策、標(biāo)準(zhǔn)體系還不健全,很多重污染行業(yè)有關(guān)VOCs控制的原料及產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)政策及排放標(biāo)準(zhǔn)還是空白;各地方缺乏統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以及涉及VOCs排放污染源的廢氣收集規(guī)范和評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范等。3.很多政策沒(méi)有形成長(zhǎng)效機(jī)制。4.相關(guān)行業(yè)的VOCs排放系數(shù)不全,缺乏精準(zhǔn)的VOCs源排放清單。5.部分政策法規(guī)操作性不強(qiáng),實(shí)施和監(jiān)督起來(lái)比較困難。1.建立統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一監(jiān)測(cè)、統(tǒng)一監(jiān)管、統(tǒng)一評(píng)估、統(tǒng)一協(xié)調(diào)的區(qū)域大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作機(jī)制。2.完善標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè),加強(qiáng)典型行業(yè)VOCs排放成分譜研究,甄別VOCs活性物種及相關(guān)重點(diǎn)行業(yè),建立VOCs成分譜采樣/分析標(biāo)準(zhǔn)和指南;建立和發(fā)布市場(chǎng)主流的VOCs治理技術(shù)的驗(yàn)收和評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范;3.建立長(zhǎng)效控制機(jī)制文件,依據(jù)區(qū)域空氣質(zhì)量現(xiàn)狀進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。4.完善相關(guān)行業(yè)的VOCs排放系數(shù),鼓勵(lì)建立分物種的VOCs源排放清單。5.做好頂層設(shè)計(jì),制定“一市一策”。加強(qiáng)實(shí)地調(diào)研,因地制宜制定更加靈活的地方和行業(yè)政策。4.2控制移動(dòng)源排放措施建議針對(duì)移動(dòng)源是S市某區(qū)域VOCs的主要來(lái)源以及臭氧污染防控的重點(diǎn)污染源,依據(jù)相關(guān)政策,在實(shí)地調(diào)研與文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,依據(jù)存在的主要問(wèn)題提出了如下措施建議。表4.2移動(dòng)源污染防控存在的問(wèn)題及建議存在的主要問(wèn)題措施建議機(jī)動(dòng)車(chē)保有量增速過(guò)大(1)建議制定限牌搖號(hào)政策,控制市區(qū)的機(jī)動(dòng)車(chē)保有量增速,鼓勵(lì)夜間加油。(2)推廣新能源和清潔能源汽車(chē),淘汰老舊汽車(chē)和摩托車(chē),加強(qiáng)續(xù)表4.2移動(dòng)源污染防控存在的問(wèn)題及建議存在的主要問(wèn)題措施建議機(jī)動(dòng)車(chē)保有量增速過(guò)大監(jiān)督管理。(3)改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒技術(shù),提高三元催化轉(zhuǎn)化效率,積極推進(jìn)燃油油品升級(jí)工作。加油操作不當(dāng),很多加油站存在油槍自動(dòng)關(guān)停后湊整現(xiàn)象,部分存在油氣回收設(shè)施破損、泄露或者設(shè)備安裝不到位,監(jiān)管不到位。(1)根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,對(duì)加油站和儲(chǔ)油庫(kù)的油氣回收設(shè)施運(yùn)行情況開(kāi)展監(jiān)督性抽測(cè),對(duì)大氣污染防治重點(diǎn)區(qū)域、臭氧超標(biāo)現(xiàn)象較為突出區(qū)域加大抽測(cè)力度。對(duì)抽測(cè)不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的,督促企業(yè)限期整改。(2)出臺(tái)鼓勵(lì)夜間加油的獎(jiǎng)助措施,對(duì)夜間加油的司機(jī)贈(zèng)送汽車(chē)用品的鼓勵(lì)措施,并對(duì)夜間加油業(yè)績(jī)好的加油站給與獎(jiǎng)勵(lì)。(3)督促轄區(qū)年銷(xiāo)售汽油量大于5000噸的加油站安裝油氣回收在線監(jiān)控設(shè)施。(4)加強(qiáng)監(jiān)督管理,組織開(kāi)展汽修、露天噴涂、油罐車(chē)、加油站集氣罩等進(jìn)行巡查,嚴(yán)格機(jī)動(dòng)車(chē)排放檢驗(yàn)制度,建立機(jī)動(dòng)車(chē)排放檢驗(yàn)、維修信息共享和核查機(jī)制。推廣利用固定式及移動(dòng)式遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備。(5)建立LDAR管理平臺(tái),定期調(diào)度LDAR實(shí)施情況。防控意識(shí)不強(qiáng):臭氧污染及VOCs的危害性不了解、相關(guān)政策不熟悉。(1)制作手冊(cè),將臭氧及揮發(fā)性有機(jī)物綜合治理知識(shí)、揮發(fā)性有機(jī)物治理手冊(cè)、揮發(fā)性有機(jī)物現(xiàn)場(chǎng)檢查指南以及相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、政策匯編成冊(cè),為推進(jìn)治理工作提供服務(wù)。(2)開(kāi)展培訓(xùn)工作,加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo),組織開(kāi)展相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)解讀、“四張清單”填報(bào)和管理能力培訓(xùn)。4.3重點(diǎn)行業(yè)源頭預(yù)防及工藝過(guò)程管理通過(guò)對(duì)研究區(qū)域代表企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)研,發(fā)現(xiàn)部分企業(yè)VOCs治理設(shè)施形同虛設(shè);臺(tái)賬缺失或者記錄不全;廢氣收集系統(tǒng)不規(guī)范,收集效率達(dá)不到要求,主要表現(xiàn)為電機(jī)功率小、線路太長(zhǎng)、集氣罩太小或者過(guò)高、管道設(shè)備泄露等;VOCs治理設(shè)備套用現(xiàn)象嚴(yán)重,針對(duì)性弱,治理效果不滿足要求等,依據(jù)相關(guān)政策,以制藥與油墨印刷行業(yè)為代表,總結(jié)如下重點(diǎn)行業(yè)源頭預(yù)防及工藝過(guò)程管理措施。4.3.1制藥行業(yè)(1)源頭控制措施生產(chǎn)工藝:使用非鹵代烴和非芳香烴類溶劑,:生產(chǎn)水基、乳液、顆粒產(chǎn)品。采用生物酶法合成技術(shù)。使用低(無(wú))VOCs含量或低反應(yīng)活性的溶劑。生產(chǎn)設(shè)備:常壓帶溫反應(yīng)釜上配備冷凝或深冷回流裝置回收,減少反應(yīng)過(guò)程中揮發(fā)性有機(jī)物料的損耗,不凝性廢氣有效收集至VOCs廢氣處理系統(tǒng)。(2)污染源控制措施儲(chǔ)存:依據(jù)儲(chǔ)存物料的真實(shí)蒸氣壓選擇適宜的儲(chǔ)罐罐型。含有VOCs物質(zhì)的容器或包裝袋存放在室內(nèi)或有雨棚、遮陽(yáng)篷或防入侵設(shè)施的特殊場(chǎng)所,不使用時(shí)應(yīng)保持密封、密封。VOCs廢棄物(爐渣、液體)、VOCs材料廢棄物等危險(xiǎn)廢棄物密封存放在密閉的危險(xiǎn)廢物儲(chǔ)藏室。運(yùn)輸:液態(tài)VOCs物質(zhì)必須采用密閉管道運(yùn)輸,非管道運(yùn)輸液態(tài)VOCs物質(zhì)時(shí)必須使用密閉容器和罐車(chē)。粉狀、顆粒狀VOCs物料必須采用氣力輸送設(shè)備、管狀皮帶輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)等密閉輸送方式,或采用密閉包裝袋、容器或罐車(chē)等方式輸送。供應(yīng):VOCs廢氣處理系統(tǒng)采用固體粉體自動(dòng)加料系統(tǒng)、螺旋推進(jìn)加料系統(tǒng)等密閉加料裝置反應(yīng)器,有效捕集VOCs易發(fā)生固體物料。取樣:采用密閉取樣器取樣,避免敞口取樣。廢水:化學(xué)藥品原料藥制造、獸用藥品原料藥制造和醫(yī)藥中間體生產(chǎn)(重點(diǎn)地區(qū)增加生物藥品制品制造和藥物研發(fā)機(jī)構(gòu))的廢水應(yīng)采用密閉管道輸送;如采用溝渠輸送應(yīng)加蓋密閉。相應(yīng)的廢水儲(chǔ)存和處理設(shè)施,在曝氣池及其之前應(yīng)加蓋密閉,或采取其他等效措施。4.3.2油墨印刷行業(yè)(1)源頭控制措施推廣使用VOCs含量低的綠色原輔材料和先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和設(shè)備,加強(qiáng)無(wú)組織廢氣的收集,優(yōu)化干燥工藝,建立最終處理措施,實(shí)現(xiàn)全過(guò)程;包裝印刷行業(yè)的VOCs控制。對(duì)于塑料軟包裝、紙制品包裝等,提倡使用柔版印刷等低(無(wú))VOCs印刷工藝。塑料軟包裝領(lǐng)域推動(dòng)無(wú)溶劑、水性粘合劑等環(huán)保復(fù)合技術(shù)的應(yīng)用。(2)污染源控制措施強(qiáng)化廢氣的收集和治理。對(duì)于油墨,膠粘劑及其他有機(jī)原輔材料的調(diào)配與使用等方面,應(yīng)通過(guò)車(chē)間環(huán)境負(fù)壓改造及加裝高效集氣裝置的方式,使有機(jī)廢氣收集率在一定范圍內(nèi)。在轉(zhuǎn)運(yùn)和貯存等方面應(yīng)采取密閉措施以減少無(wú)組織排放。對(duì)于干燥過(guò)程應(yīng)采用循環(huán)風(fēng)干燥技術(shù)以降低廢氣排放。對(duì)于收集到的尾氣,應(yīng)當(dāng)修建吸附回收和吸附燃燒高效處理設(shè)施,保證達(dá)標(biāo)排放。
結(jié)束語(yǔ)本文在S市環(huán)境空氣質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查基礎(chǔ)上,選擇S市某區(qū)的污染特點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施為研究對(duì)象,通過(guò)收集環(huán)境狀況公報(bào)及全國(guó)第二次污染源普查數(shù)據(jù)及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研等方式分析研究區(qū)域存在的主要空氣環(huán)境質(zhì)量問(wèn)題;通過(guò)對(duì)各源(工業(yè)源、移動(dòng)源、生活源等)、各街道、各行業(yè)、各企業(yè)的大氣污染物排放情況進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,得出VOCs的排放源清單,在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采樣。最后結(jié)合現(xiàn)有政策體系,提出改善研究區(qū)域的主要空氣質(zhì)量問(wèn)題的措施和建議,主要從健全法規(guī)政策及完善源清單、推行一廠一策、提高環(huán)保意識(shí)及技術(shù)能力、強(qiáng)化監(jiān)督監(jiān)測(cè)執(zhí)法、加強(qiáng)工藝過(guò)程管理及控制、嚴(yán)格考核問(wèn)責(zé)、推廣清潔生產(chǎn)及源頭預(yù)防技術(shù)等方面,對(duì)重點(diǎn)源及主要污染物實(shí)施優(yōu)先及精準(zhǔn)控制的具體措施。S市政府及區(qū)政府應(yīng)高度重視臭氧污染問(wèn)題,近幾年密集出臺(tái)相關(guān)政策和措施,管控力度逐年加大,很多加油站在限期整改,很多突擊檢查行動(dòng)在全市鋪開(kāi),相信S的天空會(huì)更藍(lán)。參考文獻(xiàn)[1]黃亮.我國(guó)臭氧污染特征及現(xiàn)狀分析[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì),2014,34(5):64.[2]張靳杰.武漢市機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣VOCs和顆粒物排放特征研究[D].武漢:華中科技大學(xué),2019.[3]楊宜昌.2016-2017武漢市四季臭氧污染特征及其與前驅(qū)污染物的相關(guān)關(guān)系[D].南京:南京信息工程大學(xué),2019.[4]段佳鵬,梁勝文,李蒲,郁佳,陳安雄.武漢城區(qū)秋季大氣揮發(fā)性有機(jī)物污染特征及部分物種來(lái)源的初步分析[J].環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù),2017,29(4):23-27.[5]WangZS,WangHY,ZhangL,etal.Characteristicsofvolatileorganiccompounds(VOCs)basedonmultisiteobservationsinHebeiprovinceinthewarmseasonin2019[J].AtmosphericEnvironment,2021,256:118435.[6]胡崑,王鳴,鄭軍,等.基于PMF量化工業(yè)排放對(duì)大氣揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的影響:以南京市江北工業(yè)區(qū)為例[J].環(huán)境科學(xué),2018,39(02):493-501.[7]XueYG,HoSSH,HuangYY,etal.SourceapportionmentofVOCsandtheirimpactsonsurfaceozoneinanindustrycityofBaoji,northwesternChina[J].ScientificReports.2017,7:9979.[8]HsuCY,ChiangHC,ShieRH,etal.AmbientVOCsinresidentialareasnearalarge-scalepetrochemicalcomplex:Spatiotemporalvariation,sourceapportionmentandhealthrisk[J].EnvironmentalPollution,2018,240:95-104.[9]DumanogluY,Karam,AltiokH,etal.Spatialandseasonalvariationandsourceapportionmentofvolatileorganic
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