多介質環(huán)境目標值應用于VOCs環(huán)境評價方法探析

字春霞

(上海環(huán)科環(huán)境評估咨詢有限公司，上海 200032)

多介質環(huán)境目標值應用于VOCs環(huán)境評價方法探析

字春霞

(上海環(huán)科環(huán)境評估咨詢有限公司，上海 200032)

揮發(fā)性有機物是我國主要的大氣污染物種類之一，現(xiàn)有環(huán)境質量標準體系已無法滿足實際工作的需求。通過討論現(xiàn)行環(huán)境標準體系使用過程中存在的困境，介紹了多介質環(huán)境目標值推算體系，提出采用PC-TWA取代閾限值推算AMEGAH值，并對其合理性和適用性進行了探討。選取若干種具有行業(yè)代表性的揮發(fā)性有機物進行對照，表明PC-TWA整體小于閾限值，推算結果整體嚴于美國國家環(huán)境保護局公布的相同項目的AMEGAH值；推算結果基本能夠與現(xiàn)行排放標準銜接，具有較好的適用性和參考價值。

VOCs；多介質環(huán)境目標值；環(huán)境標準

隨著工業(yè)生產過程中污染物排放種類的逐漸增多，揮發(fā)性有機污染物(VOCs)已經成為我國主要的大氣污染物種類之一。VOCs是二次氣溶膠和臭氧的重要前體物[1]，隨著霧霾成為公眾最為關注的環(huán)境問題之一，VOCs的控制也成為當前環(huán)保管理和污染控制的重點內容。

我國現(xiàn)行的《環(huán)境空氣質量標準》(GB 3095—2012)僅規(guī)定了6個基本項目和4個其他項目的濃度限值，均未涵蓋VOCs。在實際工作中，VOCs作為需要重點管控的污染物面臨沒有適當評價標準的問題，無法對有機大氣污染物排放是否會對大氣環(huán)境造成污染影響進行合理有效的評價。本文將闡述我國環(huán)境質量標準體系概況、VOCs評價標準選用情況，分析存在的問題，對多介質環(huán)境目標值應用于VOCs環(huán)境評價的途徑和適用性進行探討。

1 我國VOCs環(huán)境標準概述

我國環(huán)境標準體系以環(huán)境質量標準和污染物排放標準為主體，地方環(huán)境標準是對國家環(huán)境標準的補充和完善。雖然經過40多年的發(fā)展，已經形成了較為完備的環(huán)境標準體系，但是針對VOCs物質的環(huán)境標準依然無法全面、準確地反映環(huán)境污染特征，尤其是針對VOCs質量現(xiàn)狀的排放標準非常匱乏，遠遠無法滿足當前評價和管理的需求。

1.1環(huán)境質量相關標準

《環(huán)境空氣質量標準》(GB 3095—2012)中規(guī)定了6個基本項目(SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5)的濃度限值和4個其他項目(TSP、NOx、Pb、BaP)的濃度限值。在附錄中還規(guī)定了環(huán)境空氣中鎘、汞、砷、六價鉻和氟化物參考濃度的限值。

《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》(TJ 36—1979)(該標準已被GBZ 1—2010替代)明確了居住區(qū)大氣中34種有害物質的最高容許濃度，其中包含15項有機污染物。該標準在相當長一段時間內在我國環(huán)境評價和環(huán)保管理中發(fā)揮了重要作用，目前仍是當前環(huán)境質量評價和管理的重要依據之一。

由于國內現(xiàn)有環(huán)境標準和相關參考標準所涵蓋的項目遠遠不能滿足當前快速發(fā)展的環(huán)境評價和管理需求，蘇聯(lián)《居住區(qū)大氣有害物質的最大容許濃度》(CH 245—1971)在實際工作中被廣泛采用。該標準規(guī)定了131種有害物質的最大允許濃度，其中有機污染物約89項。

1.2污染物排放相關標準

《大氣污染物綜合排放標準》(GB 16297—1996)規(guī)定了33種大氣污染物的排放限值，其中包括苯、甲苯、二甲苯、甲醛等10余項有機污染物。近年來，國家和各地陸續(xù)出臺了一系列綜合排放標準或行業(yè)排放標準，提出了一些VOCs的控制標準要求。例如：《石油化學工業(yè)污染物排放標準》(GB 31571—2015)規(guī)定了64種石油化工工業(yè)廢氣中有機特征污染物的排放限值；《合成樹脂工業(yè)污染物排放標準》(GB 31572—2015)規(guī)定了24種合成樹脂工業(yè)廢氣中有機污染物的排放限值；北京市《大氣污染物排放標準》(DB11/ 501—2007)中提出了苯、硝基苯、氯苯類等17項有機氣態(tài)污染物的排放控制限值，并將其他有機氣態(tài)污染物分為A類物質和B類物質，參照工業(yè)場所空氣中有毒物質容許濃度時間加權平均值(TWA)或最高允許濃度值(MAC)，推算排放控制值；上海市《大氣污染物綜合排放標準》(DB31/ 933—2015)中提出了包括氣態(tài)有機污染物在內的70項污染物排放限值，并將其他污染物分類列出規(guī)范性有組織排放限值。此外，廣東、上海等省市均出臺了一系列關于印刷、表面涂裝、涂料油墨等行業(yè)排放標準，提出了苯系物和VOCs等的控制限值。隨著上述國家、地方排放標準的陸續(xù)出臺，我國在VOCs排放控制方面逐步形成了較為完備的標準體系。

1.3VOCs評價標準使用中存在的問題

《環(huán)境空氣質量標準》中的基本項目和其他項目均不涉及有機揮發(fā)性物質，用于VOCs物質環(huán)境質量評價的標準幾乎空白，沒有直接可供參考的環(huán)境評價標準。在實際工作中，通常采用《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》(TJ 36—1979)和蘇聯(lián)《居住區(qū)大氣有害物質的最大容許濃度》(CH 245—1971)進行評價和管理。過去很長一段時間，上述兩項標準在我國的環(huán)境評價和環(huán)境管理中發(fā)揮了重要作用，但這兩項標準都不是環(huán)境質量標準，且制定于20世紀70年代，隨著近幾年國家行業(yè)標準和地方排放標準的陸續(xù)出臺，對污染物排放控制提出了更為嚴格和全面的控制要求，TJ 36—1979和CH 245—1971中的部分指標已經無法滿足現(xiàn)行管理要求。例如：常見的有機污染物苯，TJ 36—1979中規(guī)定的一次最大允許濃度為2.4 mg/m3，日平均濃度限值為0.8 mg/m3；CH 245—1971中規(guī)定的一次最大允許濃度為1.5 mg/m3，晝夜平均濃度限值為0.8 mg/m3；上海市地方排放標準DB31/ 933—2015中規(guī)定的排氣筒最高允許排放濃度為1 mg/m3，廠界監(jiān)控點濃度限值為0.1 mg/m3。因此，居住區(qū)環(huán)境質量標準的最大允許濃度要高于最高允許排放濃度和廠界監(jiān)控點濃度，如果繼續(xù)引用TJ 36—1979或CH 245—1971中的濃度限值作為參考標準，會出現(xiàn)排放標準和質量標準倒掛的現(xiàn)象，說明部分項目已經不適應新的環(huán)境管理要求。

此外，由于目前引用頻率較高的參考標準來源于不同的標準體系，在實際工作中，經常會出現(xiàn)引自不同標準體系的污染物排放限值之間可比性不強的情況。因此，制定和完善涵蓋常用有機污染物的環(huán)境質量評價標準，已成為目前我國環(huán)境評價和環(huán)境管理工作的迫切需求。

2 多介質環(huán)境目標值概述

環(huán)境質量評價標準的制定和完善是一項長期工作，美國環(huán)境評價體系中常用的多介質環(huán)境目標值(Multimedia Environmental Goals，MEG)體系具有一定的參考價值。1977年美國國家環(huán)保局(USEPA)公布了由工業(yè)環(huán)境實驗室用模式推算出來的600余種化學物質在大氣、水、土壤中的限定值，即MEG，并于1980年對MEG的化學品名錄進行了增補。當化學物質含量不超過MEG值時，不會對人類和生態(tài)系統(tǒng)產生有害影響。MEG不僅提供了部分物質的環(huán)境目標值，還提供了多介質環(huán)境目標值推算模式，用以推算不同物質的環(huán)境目標值。由于其所有的環(huán)境目標值都是以統(tǒng)一模式推算，系統(tǒng)性和可比性較好。MEG為解決目前實際工作中部分特征污染物因無可供參考的環(huán)境質量標準而無法進行評價的情況，提供了一條可供參考的解決途徑[2]。

2.1多介質環(huán)境目標值推算模式

方法普適性：MEG原用于描述石油處理過程中產生的有害物質，因其完整的系統(tǒng)性和良好的擴展性，后發(fā)展為一套為生態(tài)環(huán)境評估服務的指標系統(tǒng)體系。MEG代表周邊生態(tài)可以承受的污染物和其降解物的水平，利用實驗監(jiān)測數據配合理論模型，這套體系可以推廣適用于多種環(huán)境評價管理案例。運用這套系統(tǒng)理論上可以得到工業(yè)和居住環(huán)境重點監(jiān)測污染物濃度指標；在生態(tài)環(huán)境危機下污染物處理的優(yōu)先級排序；納入及時監(jiān)測數據進行環(huán)境評價的規(guī)范格式；為當代環(huán)境指標體系的建立提供參考方法和發(fā)展方向。實際操作中，在MEG報告中主要選取的216種化學物質里，只有6種沒有推算出確切的AMEGAH值數字指標，再次體現(xiàn)了其在數據存在缺口的情況下，優(yōu)秀的適用性和擴展性。

方法針對性：在MEG體系建立過程中，首先在實驗室數據測量過程中就加入考慮了行業(yè)分類的因素，在單個實驗室中接收特定行業(yè)的排出廢物，有針對性地為工業(yè)排放提供解決方案。在難以避免出現(xiàn)數據不足的情況下，MEG根據有機物的化學性質、毒理性質和相關行業(yè)排放建立了有序的排列機制，根據現(xiàn)有數據能推算數據漏洞的有效參考值。我國標準體系中，根據行業(yè)特點制定了眾多行業(yè)排放標準，與MEG體系體現(xiàn)行業(yè)特點的原則不謀而合，運用該系統(tǒng)輔助推算參考值具有很好的現(xiàn)實意義。

MEG分為周圍環(huán)境目標值(Ambient MEG，AMEG)和排放環(huán)境目標值(Discharge MEG，DMEG)。AMEG表示化學物質在環(huán)境介質中可以容許的最大濃度，生物體與該濃度的化學物質接觸時不會受到有害影響；DMEG表示生物體與排放流短期接觸時，排放流中化學物質的容許濃度，不高于此濃度的污染物不會對人或生態(tài)產生不可逆轉的有害影響[3]。由經驗數據推算出來的AMEG和DMEG分別包含6項，如表1所示[3-4]。

考慮到資金、物流、服務支持能力及顧客需求等諸多因素，大部分家電企業(yè)的產品并不會直接售賣給終端消費者，而是通過經銷商中轉到消費者手中。因此，對于以經銷商作為開拓、維護市場主力的家電企業(yè)來說，經銷商管理無疑就成為公司管理中極為重要的一部分。本文以B公司為例，來談談家電企業(yè)的經銷商管理問題及優(yōu)化方案，希望給讀者帶來啟示。

表1 多介質環(huán)境目標值的表示方法和意義

MEG的推算模式是依據毒理學數據進行估算，在毒性資料之間存在差異時，取保守值。估算MEG所依據的毒理學數據包括：閾限值，美國政府工業(yè)衛(wèi)生學家會議制定的車間空氣容許濃度；推薦值，美國國家職業(yè)安全和衛(wèi)生研究所制定的車間空氣容許濃度；LD50及LDL0，分別表示導致半數實驗動物死亡的劑量和實驗動物的最低致死劑量；LC50及LCL0，分別表示導致半數實驗動物死亡的濃度和實驗動物的最低致死濃度。根據1977年USEPA公布的工業(yè)環(huán)境實驗室用模式推算的MEG值，在計算時，若推薦值低于閾限值則采用推薦值計算，否則采用閾限制計算，沒有閾限值或推薦值，采用LD50計算。

2.2多介質環(huán)境目標值推算過程

作為多介質環(huán)境目標值推算的主要依據，閾限值，表示在每周工作5天，每天工作8小時條件下，成年工人可以忍耐的化學物質在空氣中的時間加權平均濃度?！豆ぷ鲌鏊泻σ蛩芈殬I(yè)接觸限值 化學有害因素》(GBZ 2.1—2007)對時間加權平均容許濃度(PC-TWA)的定義為：以時間為權數規(guī)定的8小時工作日、40小時工作周的平均容許接觸濃度。由此可見，閾限值與PC-TWA的意義基本一致。USEPA公布的閾限值發(fā)布于20世紀70年代。幾十年來，工業(yè)技術水平已經發(fā)生了巨大的變化，因此，本文考慮采用GBZ 2.1—2007中的PC-TWA替代閾限值進行推算。

MEG建表的原則之一是將不同的化學物質根據產生的行業(yè)、工藝進行分類。隨著環(huán)境評價標準的發(fā)展，國內外都逐漸建立起不同行業(yè)的環(huán)境標準評價體系。本文選取若干種具有行業(yè)代表性的VOCs，對比USEPA關于MEG的閾限值與我國GBZ 2.1—2007中的PC-TWA值，結果如圖1所示。

圖1 不同行業(yè)代表性VOCs排放閾限值與PC-TWA值的比較Fig.1 Comparison of VOCs emission threshold values and PC-TWA values in different industries

由圖1可以看出，在選取的各行業(yè)中，MEG的閾限值全部高于PC-TWA取值，甚至部分項目取值相差數倍。這表明隨著工業(yè)控制水平的提升，各行業(yè)車間污染物控制水平也有了較大的提升?？紤]到與我國現(xiàn)行各項標準之間的一致性，與我國當前各項管理要求的銜接，本文將采用PC-TWA值取代閾限值對部分常見有機污染物的AMEGAH值進行推算。

3 AMEGAH值適用性分析

3.1與居住區(qū)有害物質允許濃度的比較

根據AMEGAH的推算模式，采用PC-TWA替代閾限值進行推算，一些常用有機物AMEGAH值如表2所示。將推算結果與目前國內常用的TJ 36—1979中居住區(qū)有害物質最高允許濃度日均值、蘇聯(lián)CH 245—1971中居民區(qū)有害物質最高容許濃度晝夜平均值進行對比，在表2所列物質中，56%的物質其AMEGAH值嚴于居住區(qū)大氣中有害物質最高允許濃度日均值及晝夜平均值，說明AMEGAH值對環(huán)境評價和環(huán)境管理工作具有一定的指導價值。

表2 居住區(qū)大氣中有害物質允許濃度與AMEGAH值的比較

3.2與我國大氣綜合排放標準的比較

上海市《大氣污染物綜合排放標準》(DB31/ 933—2015)是目前覆蓋面最全的地方大氣綜合排放標準之一。將一些常用物質AMEGAH值的計算結果與該標準中廠界大氣污染物監(jiān)控點濃度限值進行對比，結果如表3所示?？梢钥闯觯肞C-TWA推算的AMEGAH值均低于該標準中廠界大氣污染物監(jiān)控點濃度限值，說明用PC-TWA推算的AMEGAH值基本能與新的排放標準銜接，具有較好的適應性和參考價值。

表3 AMEGAH值與上海市《大氣污染物綜合排放標準》中限值的比較

4 結論

(1)多介質環(huán)境目標值有完整的推算體系，數據可比性較好，為解決VOCs評價標準匱乏的現(xiàn)狀提供了一條可供參考的解決途徑。

(2)通過對比若干具有行業(yè)代表性的VOCs的閾限值和PC-TWA值，結果表明，在選取的各行業(yè)中，閾限值均高于PC-TWA，部分項目取值相差數倍。因此，本文采用PC-TWA值取代閾限值推算的AMEGAH值，整體嚴于USEPA公布的相同項目的AMEGAH值。

(3)通過將推算結果與我國現(xiàn)行部分排放標準進行比較，表明56%的物質其AMEGAH值嚴于居住區(qū)有害物質最高允許濃度日均值；同時，推算的AMEGAH值均低于DB31/ 933—2015中廠界大氣污染物監(jiān)控點濃度限值，基本能夠與現(xiàn)行排放標準銜接，具有較好的適用性和參考價值。

[1] 陳文泰, 邵敏, 袁斌, 等. 大氣中揮發(fā)性有機物(VOCs)對二次有機氣溶膠(SOA)生成貢獻的參數化估算[J]. 環(huán)境科學學報, 2013, 33(1): 163- 172.

[2] 暨仕臣, 李海晶, 王娩霞. 壬基酚多介質環(huán)境目標值探討[J]. 環(huán)境影響評價, 2016, 38(5): 66- 68.

[3] 鄧賜洪. 多介質環(huán)境目標值在生物農藥建設項目環(huán)境影響評價中的應用[J]. 海峽科學, 2014(3): 21- 22.

[4] 汪晶, 和德科, 汪堯衢. 環(huán)境評價數據手冊——有毒物質鑒定值[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 1988.

StudyontheMethodforUsingMEGinVOCs’EnvironmentalAssessment

ZI Chun-xia

(Shanghai Jianke Environmental Consulting Co., Ltd., Shanghai 200032, China)

VOCs are one of the major atmosphere pollutants in China. However, the existing environmental quality standard system has been insufficient to meet the requirements for the practical work. This paper discussed the difficulties in the use of the current environmental standard system, introduced the reckoning methodology of MEG, and then proposed to adopt PC-TWA values to replace TLV values in the calculation of AMEGAH values. Finally, this paper probed into the rationality and applicability of the aforementioned system. It selected several VOCs which were industry representatives to make comparisons, and the results suggested that overall PC-TWAs were lower than TLVs, causing the reckoning results generally more strict than the values of the same items of AMEGAH released by USEPA. The reckoning results were basically coherent with current emission standards; therefore they have great applicability and reference value.

VOCs; multi-medium environment goals; environmental standards

2017-04-05

上海市環(huán)保局課題“建設項目大氣污染物評價閾值的使用研究”[滬環(huán)科(2013-48)]

字春霞(1979—)，女，云南大理人，工程師，碩士，主要研究方向為環(huán)境影響評價，E-mail：10318236@qq.com

10.14068/j.ceia.2017.06.007

X828

A

2095-6444(2017)06-0026-05