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VOCs防治是解決臭氧污染問題的關鍵

文章導讀

近幾年,我國臭氧污染呈加重趨勢,以臭氧為首要污染物的中度及以上污染天數占比呈上升趨勢,臭氧已成為影響我國環境空氣質量的重要因素,VOCs是目前臭氧治理工作的難點和關鍵。但我國VOCs防治處于初步階段,政策、技術方面仍存在短板,亟需高度重視。


來源:中國電子信息產業發展研究院       

作者:霍婧 趙衛東


臭氧在日常生活中使用廣泛,但當近地面臭氧濃度超過一定限值就會造成臭氧污染,臭氧污染不僅影響人體健康,還會對生態系統造成破壞。近幾年,我國臭氧污染呈加重趨勢,以臭氧為首要污染物的中度及以上污染天數占比呈上升趨勢,臭氧已成為影響我國環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。但我國VOCs防治處于初步階段,政策、技術方面仍存在短板,亟需高度重視。


一、臭氧污染問題嚴重,VOCs是臭氧治理的關鍵




臭氧污染形成原因。近地面臭氧污染大部分是由人為排放的氮氧化物(NOx)和揮發性有機物(VOCs)經光化學反應轉化而形成。氮氧化物和揮發性有機物等臭氧前體物都是一次污染物,主要來源于交通工具的尾氣排放、火力發電、化工等工業污染源排放及餐飲行業等排放。臭氧污染區域性特征顯著,2020年,全國臭氧濃度為138微克/立方米,京津冀及周邊地區和汾渭平原臭氧濃度分別為180微克/立方米、161微克/立方米,均超過國家二級標準。夏秋季節是臭氧污染發生的主要時間。


VOCs是臭氧治理工作的難點和關鍵。NOx屬于常規污染物,主要源自化石燃料的燃燒,近年來我國NOx治理成效顯著,截止目前,NOx排放量較2011年下降約50%。VOCs主要來源于機動車、石化、化工、汽車制造、印刷、家具、電子等生產或使用油漆、涂料和溶劑的工業企業等。VOCs種類繁多,包含甲醛、苯、二甲苯、各種芳香烴等上百種有機物,VOCs排放源點多、分散,無組織排放占比大,治理基礎薄弱,致使臭氧污染尚未得到有效控制。VOCs同時也是PM2.5的重要前體物。


二、VOCs防治的現狀和短板




技術方面


一是VOCs末端治理技術良莠不齊,成效不一。VOCs涉及行業眾多,不同的VOCs要根據其性質和工況條件,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以提高VOCs治理效率。如對低濃度、大風量廢氣,宜采用活性炭吸附、沸石轉輪吸附、減風增濃等濃縮技術,提高VOCs濃度后凈化處理;對高濃度廢氣,優先進行溶劑回收,難以回收的,宜采用高溫焚燒、催化燃燒等技術;油氣(溶劑)回收宜采用冷凝+吸附、吸附+吸收、膜分離+吸附等技術。但目前VOCs治理領域市場分散、集中度不高,缺少技術實力強的大型龍頭企業,整體專業性水平不夠,在一些地區,低溫等離子、光催化、光氧化等低效技術應用甚至達80%以上,治污效果差。


二是VOCs源頭削減技術研發應用緩慢。含VOCs原輔材料的使用是VOCs產生源,因應用成本、技術水平、產品質量等諸多因素,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。以家具制造企業為例,典型家具制造企業的生產工藝涉及底漆噴涂、面漆噴涂等工序,底漆噴涂過程若使用水性涂料等低VOCs含量原輔材料,水性溶劑會滲入木結構深層,導致木料表面含水量較大,底漆干燥時間變長、產品質量下降;若底漆工序采用UV 固化涂料,則需配置相應的UV 光固化生產設備,成本相應增加;面漆噴涂過程若使用水性涂料等低VOCs 含量原輔材料源頭替代,易造成產品表面光澤變差、硬度下降,影響產品的銷售。


政策方面


一是管理基礎薄弱。我國VOCs控制起步晚,管理基礎薄弱,目前國內還沒有出臺石油化工、有機化工、包裝印刷、家具、電子等重點行業污染源排放清單,VOCs排放基礎數據統計體系、VOCs管控監測體系不完整,造成底數不清,無法做到分類管控、精準施策、科學治理。


二是標準體系不完善。《重點行業揮發性有機物綜合治理方案》指出,要加強石化、化工、工業涂裝、包裝印刷和油品儲運銷等重點行業的VOCs綜合治理,但國家層面僅發布了石化、部分化工(如農藥、制藥、涂料、油墨、膠粘劑等)和油品儲運銷行業標準,工業涂裝、包裝印刷及部分化工行業尚未出臺行業標準。缺少行業標準的企業,大部分地區有組織排放執行《大氣污染物綜合排放標準》(GB 16297—1996)中非甲烷總烴最高允許排放濃度為120mg/m3的要求,限值相對寬松,無法滿足當前環境治理工作的要求;無組織排放執行《揮發性有機物無組織排放控制標準》(GB37822—2019),但該標準屬于綜合性標準,管控適用的范圍大,對于一些特定行業無法充分反映行業實際特點,勢必影響VOCs的有效監管。


三是經濟政策有待完善。約束政策有待完善,VOCs產品消費稅征收范圍小,我國僅將電池、涂料兩種VOCs排放量大的產品列入消費稅征收范圍,對VOCs含量低于420g/L(含)的涂料免征消費稅,對無汞原電池、金屬氫化物鎳蓄電池、鋰原電池、鋰離子蓄電池、太陽能電池、燃料電池和全釩液流電池免征消費稅,油墨、膠凝劑等其他高VOCs排放的產品尚未納入消費稅征收范疇。激勵政策亟待加強,如企業對于苯系物等控制要求較高的重點污染源的監測設備投入較高,設備價格需要50萬元~100萬元。而國內排放VOCs的企業里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。


三、VOCs防治的幾點建議




一是突出VOCs防治的重要性,加強PM2.5和臭氧的協同控制。按照PM2.5與臭氧協同控制的需求,調整污染物減排和污染治理的重點,強化對VOCs的減排要求,從管理理念、控制指標、重點任務、重點措施、環境政策等方面出發,建立支撐PM2.5與臭氧協同控制的環境政策。通過優化大氣污染防治區域劃分、不同時段重點污染物減排策略設計等,形成有利于協同控制和精準治理的大氣環境管理體系。


二是提高VOCs管理的基礎能力,完善基礎數據統計、監測體系。盡快研究建立我國VOCs基礎物質清單,參考國外研究成果,結合我國現行研究方法確定VOCs基礎物質清單,并形成便于查詢使用的手冊或工具,針對重點行業制定“一行一策”差異化、分源項、全過程的防控措施。完善VOCs排放基礎數據統計體系和管控監測體系,綜合運用各種監測監管手段,加強無組織排放和有組織排放、廠區環境和廠界環境的監測力度。加強對治理設施運行情況的監控,包括設備運行時間、關鍵運行參數、耗材或藥劑使用量、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,確保治污設施正常高效運行。


三是加強過程管控,完善標準體系。調整污染物控制標準體系的設計思路,從污染物產生的全過程,對污染源實施精細化管理,從而有效控制污染物的排放。通過制定污染控制標準,將VOCs的管理重點從末端治理轉移到源頭控制、過程監管上,引導企業優化生產工藝、強化設備選型選材、提高設計標準和施工質量、開展設備泄漏檢測與修復、加強日常巡檢要求、規范治理設施。加快涉VOCs行業排放標準的修訂工作,修訂石油煉制、石油化工等行業排放標準以及《大氣污染物綜合排放標準》(GB 16297—1996),盡快出臺包裝印刷、家具制造、工業涂裝等VOCs排放量較大行業的大氣污染物排放標準。


四是規范技術路線,加快實施揮發性有機物減排重大項目。鑒于VOCs物質易揮發、無組織逸散排放占比大的特征,要打破傳統污染控制偏向于末端排放的控制方法,緊密結合行業特色、源類特點,建立起從源頭替代到過程控制再到末端治理的全過程防控技術路徑。編制VOCs治理可行性技術指南,明確治理措施的適用場景、最佳運行參數、安裝運行維護要求,確保排放濃度穩定達標。在汽車、家具、工業涂裝、包裝印刷、化工等行業大力推廣使用低(無)VOCs含量原輔材料和涂料、膠粘劑等,加快對芳香烴、含鹵素有機化合物的綠色替代,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、汾渭平原等重點區域,以工業涂裝、石化、化工、包裝印刷以及油品儲運銷等為重點領域,全面實施原輔材料替代、通用設施無組織排放管理、治污設施“三率”(廢氣收集率、治污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。


五是完善激勵與約束并舉的經濟政策。在激勵層面,加大財政資金治理支持力度,地方利用專項資金、擴大綠色信貸等方式支持企業VOCs污染防治相關工作,同時引導鼓勵各種社會資金進入VOCs防治領域。從約束層面來看,研究探索將VOCs納入環境保護稅征管范疇,優先選擇VOCs排放量大、光化學反應活性強,同時治理技術、排放核算方法均較為成熟的重點行業先行征收。擴大含VOCs產品消費稅征收范圍,包括溶劑型涂料、油墨、膠粘劑、稀釋劑等。

(轉載自中國大氣網)



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