在溫室氣體之後臭氧汙染已經逐漸走到台前(qián),這(zhè)個既是“魔”又(yòu)是“佛”的氣體讓人又愛又(yòu)恨,我(wǒ)國臭氧汙染呈加重趨勢,以臭氧為首要汙染物(wù)的中度及以上(shàng)汙染天數占比(bǐ)呈上升趨勢,臭氧已成為(wéi)影響我國環(huán)境空氣質量的重要因素,VOCs(揮發性有機物)是目前臭氧治理工作的難點和關鍵(jiàn)。但我國VOCs防治處於初步階段,政策、技(jì)術方麵仍存在短板,亟(jí)需高度重視。
一、臭氧汙染問題嚴重,VOCs治理是臭氧治理的(de)關(guān)鍵因素
臭氧汙(wū)染形成原因。近(jìn)地麵臭氧汙染大部分是由人為排放(fàng)的氮氧(yǎng)化物(wù)(NOx)和揮發性有機物(VOCs)經光化(huà)學反應轉(zhuǎn)化而形成。氮氧化物(wù)和揮發性有機物等(děng)臭氧前體物都是一次汙染物,主要來源於交通工具的尾氣排(pái)放、火力發電(diàn)、化工(gōng)等工業汙染源排放及餐飲行業等排放。臭氧汙染區域(yù)性特征顯著,2020年,全(quán)國臭(chòu)氧濃度為138微克(kè)/立方米,京(jīng)津冀及周邊地區和汾渭平原臭(chòu)氧濃度分別為180微克/立方米、161微克/立方(fāng)米,均超過國家二(èr)級標準。夏秋季節是(shì)臭氧汙染發生的主要時間。
VOCs是臭氧(yǎng)治理工作(zuò)的難點和關鍵。NOx屬於常規汙染物,主要(yào)源自化石(shí)燃料(liào)的燃燒,近年來我(wǒ)國NOx治理成效顯著,截止目前,NOx排放量較2011年下降約(yuē)50%。VOCs主要來源於機(jī)動車、石化(huà)、化工、汽車製造、印刷、家(jiā)具、電子等生產或使(shǐ)用油漆、塗料和(hé)溶(róng)劑的工業企業等。VOCs種類繁多,包(bāo)含(hán)甲(jiǎ)醛、苯、二甲苯、各種芳香烴等上百種有機物,VOCs排放源點多、分散,無組織排放占比(bǐ)大,治理基礎薄弱(ruò),致使(shǐ)臭氧汙染尚未得到有效控製。VOCs同時也是PM2.5的重要前體物。
那麽臭氧對人體的危害有(yǒu)多大呢(ne)
低濃度的O₃可消毒,但超標的O₃則是個無(wú)形殺(shā)手(shǒu)。它(tā)的危害包括(kuò):
(1)刺激人的呼吸道,造成咽喉腫痛、胸悶咳嗽、引發支氣管炎和肺氣腫;
(2)造成人的神經(jīng)中毒,頭暈頭痛、視力下降、記憶力衰(shuāi)退;
(3)對人體皮膚中(zhōng)的維生素 E 起到破壞作用,致使人的皮膚起皺、出現黑(hēi)斑(bān);
(4)還會破壞人體的免疫機能,誘發淋(lín)巴細胞染色體病變,加速衰老,致使孕婦生畸形兒。
二、臭氧(yǎng)的危害濃(nóng)度是多少?
拋開計量談毒性就是偽科學。
O₃濃度為20~40μg/L時,人體無不良反應;濃度為100~140μg/L,對眼、鼻、喉黏膜有刺激的感覺;濃度為140~ 160μg/L時,出現口幹舌燥、嗓子痛、咳嗽等症狀;O₃濃度超過10000μg/L時,則對人體有較大危害。
根據我國《環境空氣質量標準》(GB3095—2012),居(jū)住區、商業(yè)交(jiāo)通居(jū)民混合區、文化區、工業區和農村地區,O₃8小時濃度限值應≤160μg/L,O₃1小時濃度限值應(yīng)≤200μg/L。當超過此濃度時(shí),環境部門則(zé)會迅(xùn)速行動起來,尋找(zhǎo)並(bìng)削減汙染源,保(bǎo)衛(wèi)人民的身體健康。
由於O₃的臭味很濃,濃度超過(guò)200μg/L時,人們就能感覺到,因此,世界上使用O₃已有一百(bǎi)多(duō)年的曆史,尚未發現一例因O₃中毒而導致死亡的報道(dào)。
三、當下VOCs防治的現狀和短板(bǎn)
技術方麵。一是VOCs末端治理技術良莠不齊,成(chéng)效(xiào)不一。VOCs涉及行業眾多,不同的VOCs要根據其性質和工況(kuàng)條件,合理選擇VOCs末端治理技術。VOCs末端治理技術包括吸附技術、焚燒技(jì)術、催化燃燒技術等10多種技術及組合技術。實際應用中,多種技術的組合工藝可(kě)以提高VOCs治理(lǐ)效率(lǜ)。如對低濃度、大(dà)風(fēng)量廢氣,宜(yí)采用活性炭吸附、沸(fèi)石轉輪吸附、減風增濃(nóng)等濃縮技術,提高(gāo)VOCs濃度後淨化處理(lǐ);對高濃度廢(fèi)氣,優先進行溶劑回收,難以回收的,宜采用高(gāo)溫(wēn)焚燒、催化燃燒等技術;油氣(溶劑)回收宜采(cǎi)用冷凝+吸附、吸(xī)附+吸收、膜分離(lí)+吸附等技術。但目前VOCs治理領域(yù)市場(chǎng)分散、集中度不高,缺少技術實(shí)力強的大型龍頭(tóu)企(qǐ)業,整體專業性水(shuǐ)平不(bú)夠,在一些地區(qū),低溫等離子、光催化、光氧化等低效技術應用甚至達80%以上,治汙效果差(chà)。二是VOCs源頭削減技術研發應用緩慢(màn)。含VOCs原輔材料的使用是VOCs產生源,因應用(yòng)成本、技術水平、產品質(zhì)量等(děng)諸多因素,低VOCs含量原輔材料研發應用投入不足,企業源頭削減替代積極性不夠,進度遲緩(huǎn)。以家(jiā)具製造(zào)企業為例,典型家具製造企業的生(shēng)產工藝涉及底漆噴塗、麵(miàn)漆噴(pēn)塗等工(gōng)序,底漆噴塗過程(chéng)若(ruò)使用水性塗料等低VOCs含量原(yuán)輔材料,水性溶劑會滲(shèn)入木(mù)結構深層,導致木料表麵含水量較大,底(dǐ)漆幹燥(zào)時間變長、產品質量下降;若底漆工(gōng)序采用UV 固化塗料,則需配置相應的UV 光(guāng)固化生產設備,成(chéng)本相應(yīng)增(zēng)加;麵(miàn)漆噴塗過程(chéng)若使用水性塗料等低VOCs 含量原輔材(cái)料源頭替代,易造成產品表麵光澤變差(chà)、硬度下降,影響產(chǎn)品的銷售。
政(zhèng)策方麵。一是管理基礎薄弱。我國VOCs控製起步晚,管理基礎薄弱,目前國內還沒有出台石油化工、有機(jī)化工(gōng)、包裝印刷、家具、電子等重點行業汙染源排放清單,VOCs排放基礎數據統計(jì)體係、VOCs管控監(jiān)測體係不完整,造成底數不清,無法做到分類管控(kòng)、精準施策、科學(xué)治理。二是標準體係不(bú)完善。《重點行業揮發性有機物綜合治理方案》指(zhǐ)出(chū),要加強石化、化工(gōng)、工業塗裝、包裝(zhuāng)印刷和油品儲運銷等重點行業的VOCs綜合治(zhì)理(lǐ),但國家層麵僅發布了石化、部分化工(如農藥(yào)、製藥、塗料、油墨、膠粘劑等)和油(yóu)品儲運銷行業標準,工(gōng)業塗裝、包裝(zhuāng)印刷及部分化工行業尚未出台行業(yè)標準。缺少行業標(biāo)準的企業,大部分地區有組織排放執行《大氣汙(wū)染物綜合排放(fàng)標準》(GB 16297—1996)中(zhōng)非(fēi)甲烷總(zǒng)烴(tīng)最高允許排放濃度為120mg/m3的(de)要(yào)求,限值相對寬鬆,無法滿足當前環境治理工作的要求(qiú);無組織排放執行《揮發性有機物無組織排放控製標準》(GB37822—2019),但該標準屬於綜合性標準,管控適用的範圍大,對於(yú)一些特定行業無法充(chōng)分反映(yìng)行業實際特點,勢必影響VOCs的有效監管。三是經濟政策有待完善。約(yuē)束政策有待完善,VOCs產品消費稅征收範圍(wéi)小,我國僅將電池、塗料兩種(zhǒng)VOCs排放量大的產品列(liè)入消費稅征收範圍,對(duì)VOCs含(hán)量低於420g/L(含)的塗料免征消費稅,對無汞原電池、金屬氫化(huà)物鎳蓄電池(chí)、鋰原電池、鋰離子蓄電池、太陽能電池、燃料電池和全(quán)釩液流電池免征消費稅,油墨、膠凝(níng)劑等其他高VOCs排放的產(chǎn)品尚未納入消(xiāo)費稅征收範疇。激勵政策亟待加強,如企業對於苯係物等控製要求較高的重(chóng)點汙染源的監測設備投入(rù)較高,設(shè)備價格需要50萬(wàn)元~100萬元。而國內排放VOCs的企業裏(lǐ)中小型企業占很大比重,如果儀器設備價格過高,企業配套VOCs監測設備的經濟壓力較大。
四、關鍵活性物(wù)種識別方法
VOCs按化學結構可分為非甲烷總烴(包括(kuò)烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴)、含氧VOCs(包括醛、酮、酯等)、鹵代烴等。國際上通常使用最大增量反應(yīng)活性(xìng)(MIR)指標(biāo)來評估不同VOCs物種的光化學反應活性,物種的MIR值越高(gāo),表明(míng)其(qí)在光化學反應中的(de)活躍程度越高。已有研究結果發現,芳香烴、烯烴類物質的MIR值相對較高,光化學反應活性也相對更強;含氧有機物中的醛酮類物(wù)質可以直接光解形成自由基,參與光(guāng)化學循環,增(zēng)加大氣氧(yǎng)化性,也已成為(wéi)大氣化學研究領域的熱點(diǎn)。
不同物種(zhǒng)對臭氧生成的貢獻可用臭氧生成潛勢(OFPs)來表征,取決於物(wù)種的活(huó)性特征及其排(pái)放至大氣環境(jìng)中的量。由(yóu)於不同地區的VOCs排放(fàng)特征差異較大,因此關(guān)鍵活性物種的類別和來源也各不相同,通過開展環境空氣中VOCs組分監測、建立分物(wù)種VOCs排放清單(dān),計(jì)算不同物種臭氧生成潛勢(shì)(OFPs)可(kě)識別本地關(guān)鍵活性物種。
五、VOCs防治的幾點建議
一是突出VOCs防治的重要性,加強PM2.5和臭氧的協同(tóng)控製。按照PM2.5與臭氧協同控製的需求,調整汙(wū)染物減排和汙染治(zhì)理的重點,強化對VOCs的減(jiǎn)排(pái)要求,從管理理念、控製指標、重點任務(wù)、重點措施(shī)、環境政策等(děng)方麵出發,建(jiàn)立支撐PM2.5與臭氧協同(tóng)控製的環境政策。通過優(yōu)化大(dà)氣汙染(rǎn)防治區域劃分、不同時段重點汙染物減排策略(luè)設計等,形成有利(lì)於協同控製和精準治理的大氣環境管理體係。
二是提高VOCs管理的基礎能力,完善基礎數(shù)據統計(jì)、監(jiān)測體係。盡快(kuài)研究建立我國VOCs基礎物質清單,參考國外研究成果,結合我國現行研究方(fāng)法確定VOCs基礎物質清單(dān),並(bìng)形成便於查詢使用的手冊或工具,針對重點行業製定“一行一策(cè)”差異化、分源項、全過程的防控措施。完善(shàn)VOCs排放基礎數據統計體係和管控監測體係,綜合運用各(gè)種監(jiān)測(cè)監管手段,加強無組織排放和有組織排放、廠區環境和(hé)廠(chǎng)界環(huán)境的監測力度。加強對治理設施運行情況的監控,包括設備運行時間、關鍵運行參(cān)數、耗材或藥(yào)劑使用量、危險廢物處置量、有機溶劑消耗量、能源消費量等,通過連續監測記錄,確保治汙設施(shī)正(zhèng)常高效運行。
三是(shì)加強過程管控,完善標準體係。調(diào)整汙染物控製(zhì)標準體係的設計思路,從汙染物產生的全過程,對汙(wū)染(rǎn)源實施精細化管理,從而有效控製汙染物的排放。通過製定汙染控製標準,將(jiāng)VOCs的管理重點從末端治理轉移到源頭控製、過程監管上,引導企業優化生產工藝、強(qiáng)化設(shè)備選型選材、提高設計標準和施工質量、開展(zhǎn)設備泄漏檢測與修複、加強日常巡檢要求、規範治(zhì)理設施。加快涉VOCs行業排放標準的修訂工作,修訂(dìng)石油煉製、石油(yóu)化工等行業排放標準以及《大氣汙染物綜合(hé)排放標準》(GB 16297—1996),盡快出台包(bāo)裝印刷、家具製造、工業塗裝等VOCs排放量較大行(háng)業(yè)的大氣汙染(rǎn)物排放標準。
四是規範技術路線,加快實施(shī)揮發性有(yǒu)機物減排重大項目。鑒於(yú)VOCs物質易揮(huī)發、無組織逸(yì)散排放占比大的特征,要打破傳統汙染(rǎn)控製偏向(xiàng)於末端排放的(de)控製方法,緊密結合行業特色(sè)、源類特點,建立起從源頭替代到(dào)過程控製再(zài)到末端治理(lǐ)的全過程防控技(jì)術路徑(jìng)。編製VOCs治理可行性技術指南,明確治理措施的適用場景、最佳運行(háng)參數、安裝(zhuāng)運行(háng)維護要求,確保排(pái)放濃度穩定達標。在汽(qì)車、家具、工業塗裝、包裝(zhuāng)印刷、化工等行業大力推廣使(shǐ)用低(無)VOCs含量原輔材料和塗料、膠粘劑等,加(jiā)快對芳香烴、含鹵素有機化合物的綠(lǜ)色替代,加快生產設備密閉化改造。結合我國VOCs排放特征、分布特點等,建議圍繞京津冀、汾渭(wèi)平原等重點區域,以工業塗裝、石化、化工(gōng)、包裝印刷以及油品儲運銷等為重點領域,全麵實(shí)施(shī)原輔(fǔ)材料替代、通用設施無組織排放管理、治汙設施(shī)“三率(lǜ)”(廢氣收集率、治汙設施同步運行率和去除率)提升等重大工程,推動實現VOCs排放大幅削減(jiǎn)。
五是完善激勵與約束並舉的經濟政策。在激勵層麵,加大財政資金治理支持力度,地方利(lì)用專項資金、擴大綠色信貸等方式支持企業VOCs汙染防治相關工作,同時引(yǐn)導(dǎo)鼓勵各種社會資金進入VOCs防治領域。從約束層麵來看,研究探索將VOCs納入環境保護稅征(zhēng)管範疇,優先選擇VOCs排放量大、光化學反應活(huó)性強,同時治理技(jì)術、排放核算方法均較為成熟的重點行業先行征收。擴大含VOCs產品(pǐn)消費稅征收範圍,包括溶劑型塗料、油墨、膠粘劑、稀釋劑等(děng)。本文來源:黑龍江(jiāng)生態環境
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