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1、VOCs污染典型行业及治理技术调研报告1调研背景2010年5月11日，国务院办公厅转发环境保护部等部门关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见的通知，正式地从国家层面上提出了加强挥发性有机物污染防治工作的要求，将VOCs和SO2、NOx、颗粒物一起列为改善大气环境质量的防控重点污染物，把开展VOCs防治工作作为大气污染联防联控工作的重要部分。2012年10月29日，环保部印发的重点区域大气污染防治“十二五”规划指出，继二氧化硫、氮氧化物之后，VOCs成为下一个大气污染治理重点领域，2015年，相关防治工作将全面展开。 2013年5月24日，环保部印发挥发性有机物（VOCs）污染防治
2、技术政策提出，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。 2013年9月10日，国务院印发大气污染防治行动计划明确要求推进挥发性有机物污染治理。在石化、有机化工、表面涂装、包装印刷等行业实施挥发性有机物综合整治。 2013年9月17日，环保部发布京津冀及周边地区落实大气污染防治行动计划实施细则中明确提出：实施挥发性有机物污染综合治理工程。到2015 年底，石化企业全面推行“泄漏检测与修复”技术，完成有机废气综合治理。到2017 年底，对有机化工、医药、表面涂装、塑料制品、包装印刷等重点行业的559 家企业开展挥发
3、性有机物综合治理。 环保部正在酝酿大气污染防治科技行动计划，该计划将通过专项资金支持与大气污染防治有关的科技攻关项目。其中，与VOCs关的大气污染防治技术，以及细颗粒物处理的有关技术，将成为行动计划支持的重点之一。目前，对于我国部分大城市来说，随着一系列大气污染控制措施的实施，城市环境空气质量在逐年改善，从污染物的污染水平来看，NOx、SO2呈现逐年下降趋势，但可吸入颗粒物浓度基本维持稳定，整体状况没有得到明显的改善，仍然是我国城市大气的首要污染物，可吸入颗粒物已经成为城市环境空气质量继续提高的主要障碍。究其原因，与VOCs的污染是分不开的。VOCs除了产生臭氧污染外，也可经过复杂的光化学反应
4、，形成二次有机气溶胶，二次有机气溶胶正是可吸入颗粒物的重要组成部分，是环境大气气溶胶的重要贡献者。新的研究表明，VOCs已经成为我国各大城市光化学烟雾决定性前体物，因此，要降低颗粒物污染，去除光化学烟雾，提高城市空气质量，VOCs的控制就势在必行。近年来尽管北京市大气污染中的二氧化硫、氮氧化物呈下降趋势，但夏季臭氧浓度却在增加。2012年2月29日出台的新的环境质量标准（GB3015-2012）将PM2.5和臭氧纳入空气质量评价指标体系。VOCs被认为是臭氧生成和其它细粒子生成的共同前体物，VOCs对大气环境质量的影响已引起国内大气化学科学家们的共同重视。随着经济的发展，由工业、居民生活等人为
5、源排放的VOCs总量正逐年增加，导致光化学烟雾、城市灰霾等复合大气污染问题日益严重。挥发性有机化合物（缩写为VOCs），是在常压下，任何沸点低于250的有机化合物，或在室温下饱和蒸气压超过133.32Pa，以气态分子的形态排放到空气中的所有有机化合物的总称。分为烷烃、芳香烃类、烯烃类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其它化合物等8类。挥发性有机物（VOCs）具有光化学活性，排放到大气中是形成细粒子（PM2.5）和臭氧的重要前体物质，增强温室效应，在环境中的具有累积性和持久性等特点。研究表明，不同地区的大气中半挥发或不挥发的有机物在细粒子中的比重占到20%40%左右，还有部分的大气细粒子由VOCs转化
6、而来。除了环境毒性以外，工业排放常见的VOCs如三苯类、卤代烃类、硝基苯类、苯胺类等都对人体具有较大的危害作用，长期接触会严重影响人们的身体健康。此外，很大一部分的挥发性化合物具有异味，会严重影响人们的生活质量。所以迫切需要加强技术措施控制VOCs污染，改善大气环境质量和维护人们健康和生活质量。我国人为源排放的VOCs总量逐年增加，污染源广泛复杂；区域复合型大气污染问题日益严重；治理技术更复杂，而治理技术的总体水平不高，在治理技术选择、治理设施运行监管等方而还存在突出问题。对于工业源VOCs来说，由于其本身具有排放浓度大，排放集中等特点，并且已经有相应的治理技术，减排潜力巨大。当前我国VOCs
7、排放及控制情况为：（1）整体：国家、区域的综合性标准为主，实际上都还未严格实施VOCs控制；近年来重点城市开始实施VOCs控制；重点区域、典型行业污染非常突出。（2）行业企业：采取引风排放措施，降低浓度，总量不变；污染治理困难，减排有较大压力；典型行业VOCs削减潜力大；面临的政策压力逐渐增大（浓度和总量都要控制）。当前挥发性有机物已经成为城市环境质量达标的一项硬性指标，且作为我国大气污染的一大污染物，目前大气环境质量管理和政策尚不能有效地解决挥发性有机物污染问题。以保护广大人民身体健康为出发点，以改善城市和区域的空气质量为目标，以削减挥发性有机物为主线，以控制二次污染为重点，综合利用行政、经
8、济、技术等各种措施和手段，构建我国大气挥发性有机物污染控制政策措施体系。2 VOCs污染与控制现状2.1VOCs污染排放源与排放特点2.1.1VOCs污染排放源分析VOCs排放源非常复杂，从大类上分，主要包括自然源和人为源，自然源主要为植被排放、森林火灾、野生动物排放和湿地厌氧过程等，目前仍属于非人为可控范围。VOCs主要人为源包括移动源和固定源，固定源中又包括生活源和工业源等。移动源是指汽车、轮船、飞机等各种交通运输工具的排放，对应有机动车污染防治技术政策（本调研中不详细阐述）。生活源VOCs排放对象复杂，包括建筑装饰、油烟排放、垃圾焚烧、秸秆焚烧、服装干洗等。其中，建筑装饰、垃圾焚烧、秸秆
9、焚烧等只能从源头进行控制。建筑装饰减少排放主要通过使用环保涂料解决，无组织的垃圾焚烧和秸秆焚烧等主要通过立法进行限制，另外可以通过农村家庭炉灶改造提高秸秆燃烧效率。餐饮油烟可以通过末端控制进行净化。服装干洗则主要在于设备的改进，通过推行密闭干洗机，使含VOCs溶剂密闭运行，可起到很好的减排作用。工业源VOCs排放所涉及的行业众多，具有排放强度大、浓度高、污染物种类多、持续时间长等特点，对局部空气质量的影响显著。另外，工业源通过管控可以获得较明显改善，特别是工业源中的重点工业行业，因为产生的VOCs占比较大，一般为有组织排放，浓度高，易于收集和处理，且有较为成熟的治理技术。工业源包括四个产污环节
10、：VOCs生产过程环节，VOCs产品的储存、运输和营销环节，以VOCs为原料的工艺过程环节和含VOCs产品的使用过程环节。其中VOCs生产过程环节包括炼油与石化、有机化工等溶剂提炼或有机物产生的行业；储存、运输和营销环节主要是油品、燃气、有机溶剂的储存、转运、配送和销售过程，以VOCs为原料的工艺过程环节包括众多行业，如涂 料行业，合成材料行业，食品饮料行业，胶粘剂生产行业，日用品行业，农用化学品行业和轮胎制造行业等；产品的使用过程环节包括装备制造业涂装、半导体与电子设备制造、包装印刷、医药化工、塑料和橡胶制品生产、人造革生产、人造板生产、造纸行业、纺织行业、钢铁冶炼行业等等。其中，装备制造业
11、涂装涵盖所有涉及到涂装工艺的行业，如机动车制造与维修、家具、家用电器、钢结构、金属制品、彩钢板、集装箱、造船、电器设备等众多行业。工业源VOCs排放涉及的行业众多，目前缺乏权威认可的排放清单。2009年起环保部污控司组织中科院生态中心、清华大学、同济大学、解放军防化研究院、地质大学、华南理工大学等高等院校和科研院所中VOCs防治领域的专家对人为源排放情况进行估算。表1列出了估算的结果，其中工业源排放量占整个人为源的比重最高达55.5%，工业源中的重点工业行业包括石油炼制和储运、化工、溶剂使用（包括表而涂装）等。在工业源的四个产污环节中，含VOCs产品的使用过程环节排放最多，占整个工业源排放的6
12、0%以上，应予以重点控制。表1 重点行业排放VOCs占人为源的比重(2009年估算结果)类型人为源比例（%)石化石油化工、石油炼制6.9储运油品储运7.6有机化学原料1.1合成材料2.2化工化学原料药制造0.9塑料制品制造1.6小计5.8交通运输设备制造与维修2.4工业源表面涂装金属制品制造、通用设备及专用设备制 造、电器机械及器材、仪器仪表、文化 办公、机械制造5.255.5通信设备、计算机及其他电子设备1.3家具制造3.1小计12.0印刷和包装印刷13.4皮革、毛皮、羽毛（绒）制造2.8纺织印染2.8溶剂使用食品饮料制造1.9木材加工1.2黑色和有色金属冶炼1.1小计23.2建筑装饰6.5
13、生活源餐饮油烟3.419.6生物质燃烧9.7移动源机动车21.521.5其他3.43.4总计100图1工业源VOCs各产污环节排放分布各环节各行业的估算结果为：（1）VOCs的生产：石油炼制及石油化工、有机化工2009年石油炼制和石油化工行业排放量为153.49吨。2009年我国有机化工户品总量估计在5000万吨以上，该行业的VOCs排放量在25万吨左右。中石化中石油其它炼油原油加工量/万吨18351125123000储罐损失/万吨1.8351.250.3转运损失/万吨55.0537.549泄漏损失/万吨23.5165.28废水处理逸散/万吨2.21.50.036排放量合计/万吨82.5956
14、.2914.616（2）VOCs的储存：分为油品储运、燃气储运、有机溶剂储运；该环节排放量主要来自于油品储运过程，其所占比例达90%以上；2009年VOCs排放量为170.42万吨。（3）以VOCs为原料的生产工艺过程：不同行业的VOCs排放不同。2009年该环节VOCs排放量为128.45万吨（4）为原料的生产工艺过程：涉及行业最多。2009年该环节VOCs排放量为1280.27万吨。2008年清华大学根据美国的污染源排放因子（除生物质燃烧自定排放因子外估算获得的VOCs排放清单如表2。表1和表2中对排放源的划分和排放占比有很较大的区别。表2估算结果中化石燃料加工与分配排放量偏低，只占人为源排量的6.6%，而表1中石化和储运的加和达14.5%；表2中的生活源和移动源的占比偏高。但是两者均可见重点工业源排放所占的比例最大（图2），工业源中溶剂的使用过程占比高达58%左右（图3），应予以重点控制。表2各人为源排放VOCs占比的估算结果年估算结果类型人为源比例（%）工业源工业溶剂使用涂料10.4胶粘剂5.4脱脂剂0.2印刷1.8制药1.7其它2.6小计22.138.1化石燃料加工与分配冶炼2.6原油分配1.4汽油分配1.7柴油分配0.7其它0.2小计6.6化工无机化工0.3有机原料化工1.5有机合成1.6小计3.4非化学工业炼焦3.0矿业0.9炼铁
