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VOCs防治是解决臭氧污染问题的关键

臭氧在日常生活中使用广泛,但当近地面臭氧浓度超过一定限值就会造成臭氧污染,臭氧污染不仅影响人体健康,还会对生态系统造成破坏。近几年,我国臭氧污染呈加重趋势,以臭氧为首要污染物的中度及以上污染天数占比呈上升趋势,臭氧已成为影响我国环境空气质量的重要因素,VOCs(挥发性有机物)是目前臭氧治理工作的难点和关键。但我国VOCs防治处于初步阶段,政策、技术方面仍存在短板,亟需高度重视。

一、臭氧污染问题严重,VOCs是臭氧治理的关键

臭氧污染形成原因。近地面臭氧污染大部分是由人为排放的氮氧化物(NOx)和挥发性有机物(VOCs)经光化学反应转化而形成。氮氧化物和挥发性有机物等臭氧前体物都是一次污染物,主要来源于交通工具的尾气排放、火力发电、化工等工业污染源排放及餐饮行业等排放。臭氧污染区域性特征显著,2020年,全国臭氧浓度为138微克/立方米,京津冀及周边地区和汾渭平原臭氧浓度分别为180微克/立方米、161微克/立方米,均超过国家二级标准。夏秋季节是臭氧污染发生的主要时间。

VOCs是臭氧治理工作的难点和关键。NOx属于常规污染物,主要源自化石燃料的燃烧,近年来我国NOx治理成效显著,截止目前,NOx排放量较2011年下降约50%。VOCs主要来源于机动车、石化、化工、汽车制造、印刷、家具、电子等生产或使用油漆、涂料和溶剂的工业企业等。VOCs种类繁多,包含甲醛、苯、二甲苯、各种芳香烃等上百种有机物,VOCs排放源点多、分散,无组织排放占比大,治理基础薄弱,致使臭氧污染尚未得到有效控制。VOCs同时也是PM2.5的重要前体物。

二、VOCs防治的现状和短板

技术方面。一是VOCs末端治理技术良莠不齐,成效不一。VOCs涉及行业众多,不同的VOCs要根据其性质和工况条件,合理选择VOCs末端治理技术。VOCs末端治理技术包括吸附技术、焚烧技术、催化燃烧技术等10多种技术及组合技术。实际应用中,多种技术的组合工艺可以提高VOCs治理效率。如对低浓度、大风量废气,宜采用活性炭吸附、沸石转轮吸附、减风增浓等浓缩技术,提高VOCs浓度后净化处理;对高浓度废气,优先进行溶剂回收,难以回收的,宜采用高温焚烧、催化燃烧等技术;油气(溶剂)回收宜采用冷凝+吸附、吸附+吸收、膜分离+吸附等技术。但目前VOCs治理领域市场分散、集中度不高,缺少技术实力强的大型龙头企业,整体专业性水平不够,在一些地区,低温等离子、光催化、光氧化等低效技术应用甚至达80%以上,治污效果差。二是VOCs源头削减技术研发应用缓慢。含VOCs原辅材料的使用是VOCs产生源,因应用成本、技术水平、产品质量等诸多因素,低VOCs含量原辅材料研发应用投入不足,企业源头削减替代积极性不够,进度迟缓。以家具制造企业为例,典型家具制造企业的生产工艺涉及底漆喷涂、面漆喷涂等工序,底漆喷涂过程若使用水性涂料等低VOCs含量原辅材料,水性溶剂会渗入木结构深层,导致木料表面含水量较大,底漆干燥时间变长、产品质量下降;若底漆工序采用UV 固化涂料,则需配置相应的UV 光固化生产设备,成本相应增加;面漆喷涂过程若使用水性涂料等低VOCs 含量原辅材料源头替代,易造成产品表面光泽变差、硬度下降,影响产品的销售。

政策方面。一是管理基础薄弱。我国VOCs控制起步晚,管理基础薄弱,目前国内还没有出台石油化工、有机化工、包装印刷、家具、电子等重点行业污染源排放清单,VOCs排放基础数据统计体系、VOCs管控监测体系不完整,造成底数不清,无法做到分类管控、精准施策、科学治理。二是标准体系不完善。《重点行业挥发性有机物综合治理方案》指出,要加强石化、化工、工业涂装、包装印刷和油品储运销等重点行业的VOCs综合治理,但国家层面仅发布了石化、部分化工(如农药、制药、涂料、油墨、胶粘剂等)和油品储运销行业标准,工业涂装、包装印刷及部分化工行业尚未出台行业标准。缺少行业标准的企业,大部分地区有组织排放执行《大气污染物综合排放标准》(GB 16297—1996)中非甲烷总烃最高允许排放浓度为120mg/m3的要求,限值相对宽松,无法满足当前环境治理工作的要求;无组织排放执行《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB37822—2019),但该标准属于综合性标准,管控适用的范围大,对于一些特定行业无法充分反映行业实际特点,势必影响VOCs的有效监管。三是经济政策有待完善。约束政策有待完善,VOCs产品消费税征收范围小,我国仅将电池、涂料两种VOCs排放量大的产品列入消费税征收范围,对VOCs含量低于420g/L(含)的涂料免征消费税,对无汞原电池、金属氢化物镍蓄电池、锂原电池、锂离子蓄电池、太阳能电池、燃料电池和全钒液流电池免征消费税,油墨、胶凝剂等其他高VOCs排放的产品尚未纳入消费税征收范畴。激励政策亟待加强,如企业对于苯系物等控制要求较高的重点污染源的监测设备投入较高,设备价格需要50万元~100万元。而国内排放VOCs的企业里中小型企业占很大比重,如果仪器设备价格过高,企业配套VOCs监测设备的经济压力较大。

三、VOCs防治的几点建议

一是突出VOCs防治的重要性,加强PM2.5和臭氧的协同控制。按照PM2.5与臭氧协同控制的需求,调整污染物减排和污染治理的重点,强化对VOCs的减排要求,从管理理念、控制指标、重点任务、重点措施、环境政策等方面出发,建立支撑PM2.5与臭氧协同控制的环境政策。通过优化大气污染防治区域划分、不同时段重点污染物减排策略设计等,形成有利于协同控制和精准治理的大气环境管理体系。

二是提高VOCs管理的基础能力,完善基础数据统计、监测体系。尽快研究建立我国VOCs基础物质清单,参考国外研究成果,结合我国现行研究方法确定VOCs基础物质清单,并形成便于查询使用的手册或工具,针对重点行业制定“一行一策”差异化、分源项、全过程的防控措施。完善VOCs排放基础数据统计体系和管控监测体系,综合运用各种监测监管手段,加强无组织排放和有组织排放、厂区环境和厂界环境的监测力度。加强对治理设施运行情况的监控,包括设备运行时间、关键运行参数、耗材或药剂使用量、危险废物处置量、有机溶剂消耗量、能源消费量等,通过连续监测记录,确保治污设施正常高效运行。

三是加强过程管控,完善标准体系。调整污染物控制标准体系的设计思路,从污染物产生的全过程,对污染源实施精细化管理,从而有效控制污染物的排放。通过制定污染控制标准,将VOCs的管理重点从末端治理转移到源头控制、过程监管上,引导企业优化生产工艺、强化设备选型选材、提高设计标准和施工质量、开展设备泄漏检测与修复、加强日常巡检要求、规范治理设施。加快涉VOCs行业排放标准的修订工作,修订石油炼制、石油化工等行业排放标准以及《大气污染物综合排放标准》(GB 16297—1996),尽快出台包装印刷、家具制造、工业涂装等VOCs排放量较大行业的大气污染物排放标准。

四是规范技术路线,加快实施挥发性有机物减排重大项目。鉴于VOCs物质易挥发、无组织逸散排放占比大的特征,要打破传统污染控制偏向于末端排放的控制方法,紧密结合行业特色、源类特点,建立起从源头替代到过程控制再到末端治理的全过程防控技术路径。编制VOCs治理可行性技术指南,明确治理措施的适用场景、最佳运行参数、安装运行维护要求,确保排放浓度稳定达标。在汽车、家具、工业涂装、包装印刷、化工等行业大力推广使用低(无)VOCs含量原辅材料和涂料、胶粘剂等,加快对芳香烃、含卤素有机化合物的绿色替代,加快生产设备密闭化改造。结合我国VOCs排放特征、分布特点等,建议围绕京津冀、汾渭平原等重点区域,以工业涂装、石化、化工、包装印刷以及油品储运销等为重点领域,全面实施原辅材料替代、通用设施无组织排放管理、治污设施“三率”(废气收集率、治污设施同步运行率和去除率)提升等重大工程,推动实现VOCs排放大幅削减。

五是完善激励与约束并举的经济政策。在激励层面,加大财政资金治理支持力度,地方利用专项资金、扩大绿色信贷等方式支持企业VOCs污染防治相关工作,同时引导鼓励各种社会资金进入VOCs防治领域。从约束层面来看,研究探索将VOCs纳入环境保护税征管范畴,优先选择VOCs排放量大、光化学反应活性强,同时治理技术、排放核算方法均较为成熟的重点行业先行征收。扩大含VOCs产品消费税征收范围,包括溶剂型涂料、油墨、胶粘剂、稀释剂等。