吳中區(qū)工業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放特征研究

秦惠平，李 新

（1.蘇州市吳中區(qū)環(huán)境保護(hù)局，江蘇 蘇州 215128；2.蘇州科技大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215009）

大氣污染排放源清單是識(shí)別大氣污染物來(lái)源、利用空氣質(zhì)量模型開(kāi)展區(qū)域大氣污染形成機(jī)制、預(yù)報(bào)預(yù)警和污染控制研究的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，它對(duì)于了解某一地區(qū)的空氣污染狀況和預(yù)測(cè)未來(lái)的污染趨勢(shì)有著重要的作用[1-6]。因此，要掌握吳中區(qū)大氣污染的主要成因，并改善吳中區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量，亟需開(kāi)展大氣污染源清單調(diào)查。而工業(yè)大氣污染源具有排放量大、種類多、成分復(fù)雜、危害嚴(yán)重等特性[7]，故開(kāi)展工業(yè)大氣污染源排放清單調(diào)查，摸清全區(qū)工業(yè)廢氣排放狀況，建立全區(qū)工業(yè)大氣污染源清單數(shù)據(jù)庫(kù)，已成為當(dāng)下做好大氣污染防治的重要的基礎(chǔ)性工作。

目前對(duì)VOCs的調(diào)查研究大多以國(guó)家和城市為尺度[8-11]，而在小尺寸區(qū)域的研究比較少，實(shí)際上在有工業(yè)區(qū)的小尺寸區(qū)域內(nèi)，工業(yè)源VOCs排放特征更為復(fù)雜，對(duì)區(qū)域空氣質(zhì)量和居民健康影響更大。

吳中區(qū)是蘇州市工業(yè)比較集中的地區(qū)，由于工業(yè)企業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排放的VOCs也逐年增加，引發(fā)了光化學(xué)煙霧、灰霾等區(qū)域性大氣復(fù)合型污染。筆者通過(guò)對(duì)吳中區(qū)VOCs排放現(xiàn)狀的調(diào)查與問(wèn)題分析，為后續(xù)空氣質(zhì)量模式模擬提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量改善的政策制定和環(huán)境管理提供技術(shù)支撐。

1 材料方法

1.1 材料來(lái)源

該研究按照工業(yè)VOCs的產(chǎn)生環(huán)節(jié)，根據(jù)含VOCs產(chǎn)品的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和營(yíng)銷環(huán)節(jié)，以VOCs為原料的工藝過(guò)程環(huán)節(jié)和含VOCs產(chǎn)品的使用過(guò)程環(huán)節(jié)，結(jié)合吳中區(qū)污染源普查及工業(yè)行業(yè)結(jié)構(gòu)，選取了企業(yè)規(guī)模較大、溶劑使用量較多、VOCs排放量相對(duì)較高、信訪投訴相對(duì)突出的重點(diǎn)企業(yè)339家（如圖1所示），作為吳中區(qū)VOCs排放源清單調(diào)查對(duì)象，調(diào)查基準(zhǔn)年限為2012-2013年，調(diào)查區(qū)域基本覆蓋整個(gè)吳中區(qū)，包括轄區(qū)內(nèi)13個(gè)鎮(zhèn)（區(qū)）或街道地區(qū)，行業(yè)包括化工（包括注塑、造粒、化纖等行業(yè)）、電子、電廠、水泥、磚瓦爐窯、石灰、有色金屬、皮革、紡織、涂裝、印刷與包裝、人造板制造、食品、其他（建材及其他）等14大門類。

圖1 吳中區(qū)VOCs排放企業(yè)分布圖

1.2 數(shù)據(jù)分析

污染物排放因子是指在正常技術(shù)經(jīng)濟(jì)和管理等條件下，經(jīng)污染控制措施消減后或未經(jīng)消減直接排放到環(huán)境中的污染物總量與產(chǎn)品產(chǎn)量或資源消耗量之間的比值，即生產(chǎn)單位產(chǎn)品或消耗單位資源所排放的污染物的量[12]。該研究數(shù)據(jù)采集方法除電子行業(yè)（由于無(wú)VOCs排放系數(shù)可查）采用質(zhì)量守恒法估算外，化工、紡織印染、包裝印刷及表面涂裝等行業(yè)主要采用排放因子法估算VOCs的排放量。排放因子法估算公式為

式中：Ei，j為VOCs排放量，單位根據(jù)不同源類別確定；i、j分別為排放源序號(hào)和源類別；Ai，j為排放源的活動(dòng)水平數(shù)據(jù)（其中石化、醫(yī)藥行業(yè)為產(chǎn)品產(chǎn)量，包裝印刷、塑料制品、金屬制品、電子元器件及電子產(chǎn)品制造、表面涂裝等為有機(jī)溶劑使用量）；EFi，j源排放因子根據(jù)不同源類別確定（參考《大氣揮發(fā)性有機(jī)物源排放清單編制技術(shù)指南（試行）》）。

2 研究結(jié)果

2.1 工業(yè)源VOCs排放不同行業(yè)分布特征

根據(jù)對(duì)吳中區(qū)339家企業(yè)所排放的大氣污染物數(shù)據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，年排放SO2、NOx、VOCs、顆粒物、PM10和PM2.5分別為 2 381.7 t、1 935.0 t、3 413.7 t、5 091.2 t、4 327.5 t和 2 287.7 t。 皮革和化工產(chǎn)業(yè)是 VOCs 的主要排放來(lái)源，排放量分別為1 274.0 t和1 039.1 t（見(jiàn)表1）。

表1 各行業(yè)大氣污染物排放量 單位：t

從行業(yè)類型來(lái)看，基本上所有行業(yè)都有VOCs的排放，皮革行業(yè)是VOCs排放的重要來(lái)源，占37.32%，同時(shí)化工也是VOCs主要來(lái)源之一，占到30.44%，而紡織、涂裝、電子、印刷與包裝等行業(yè)也有相當(dāng)量的VOCs排放，分別占11.22%、6.71%、3.24%和2.53%（見(jiàn)圖 2）。 電廠的SO2排放量最大，占到總量的83.00%，然后依次是磚瓦爐窯、化工、紡織、水泥和涂裝等行業(yè)，其余行業(yè)SO2的排放量忽略不計(jì)。NOx在各行業(yè)的排放規(guī)律與SO2排放規(guī)律類似，電廠占NOx排放量的83.03%，然后依次為磚瓦爐窯、紡織、化工等行業(yè)。與VOCs一致，基本所有行業(yè)都有顆粒物的排放，其中以混凝土為主的水泥行業(yè)是顆粒物首要來(lái)源，占到39.37%，其次為化工行業(yè)，占到29.84%，而其他類、電廠和紡織也有相當(dāng)量的顆粒物排放，分別占到14.49%、6.19%和5.59%。

圖2 吳中區(qū)各行業(yè)企業(yè)VOCs排放所占比例

2.2 工業(yè)源VOCs排放區(qū)域空間分布特征

按照重點(diǎn)片區(qū)，將吳中區(qū)分為東部片區(qū)、中部片區(qū)、西部片區(qū)及沿湖其他片區(qū)，各片區(qū)大氣污染物的排放特征及分布比例見(jiàn)表2。

表2 大氣污染物區(qū)域空間分布特征

從區(qū)域空間分布來(lái)看，東部片區(qū)皮革行業(yè)產(chǎn)量較大、相應(yīng)污防設(shè)施不到位，而紡織印染等行業(yè)企業(yè)數(shù)也相對(duì)較多、企業(yè)規(guī)模較小、廢氣處理設(shè)施欠缺，導(dǎo)致VOCs污染物排放貢獻(xiàn)量大，VOCs、SO2、NOx排放的污染物占比較大，分別占到全區(qū)的52.96%、46.81%、49.29%；中部片區(qū)VOCs排放位居第二，而由于混凝土類的水泥產(chǎn)業(yè)密集，顆粒物排放貢獻(xiàn)較大，占到全區(qū)的40.02%；西部片區(qū)各類污染物排放占比相對(duì)較小。

2.3 確定重點(diǎn)控制區(qū)域及行業(yè)

根據(jù)對(duì)各行業(yè)、各區(qū)域以及區(qū)域內(nèi)部的大氣污染物濃度貢獻(xiàn)的統(tǒng)計(jì)與特征分析，對(duì)吳中區(qū)各行業(yè)、各區(qū)域?qū)Υ髿馕廴究偭控暙I(xiàn)率超過(guò)30%的污染來(lái)源視為較大污染源，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果（見(jiàn)表3），VOCs重點(diǎn)控制行業(yè)為皮革和化工，SO2、NOx重點(diǎn)控制行業(yè)為電廠，顆粒物重點(diǎn)控制行業(yè)為水泥。按照區(qū)域來(lái)分，VOCs重點(diǎn)控制區(qū)域?yàn)闁|部片區(qū)，SO2重點(diǎn)控制區(qū)域?yàn)闁|部、中部片區(qū)，NOx重點(diǎn)控制區(qū)域?yàn)闁|部片區(qū)，顆粒物重點(diǎn)控制區(qū)域?yàn)橹胁科瑓^(qū)。東部、中部片區(qū)是吳中區(qū)大氣污染源首要控制的區(qū)域，而化工、皮革和電廠是吳中區(qū)大氣污染的主要控制行業(yè)，VOCs及顆粒物是吳中區(qū)大氣污染的主要控制因子。

表3 大氣污染重點(diǎn)控制行業(yè)及區(qū)域

3 結(jié)語(yǔ)

該研究針對(duì)吳中區(qū)工業(yè)大氣VOCs污染源現(xiàn)狀，對(duì)該區(qū)域的大氣污染源清單進(jìn)行編制并對(duì)其排放特征進(jìn)行了相關(guān)的研究，對(duì)弄清吳中區(qū)范圍內(nèi)的VOCs大氣污染狀況和更準(zhǔn)確地治理該區(qū)域工業(yè)大氣VOCs污染源具有重要的意義。

該研究調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)僅限于收集統(tǒng)計(jì)的上述各鎮(zhèn)區(qū)339家企業(yè)所排放的大氣污染物數(shù)據(jù)，分析結(jié)果可能有一定的局限性與不確定性。由于VOCs污染源來(lái)源廣泛，一方面要進(jìn)一步擴(kuò)大工業(yè)VOCs排放污染源調(diào)查范圍和調(diào)查的企業(yè)數(shù)量、進(jìn)一步完善填報(bào)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，另一方面應(yīng)同步調(diào)查面源（包括農(nóng)業(yè)農(nóng)村面源、餐飲油煙、流動(dòng)攤販等）以及流動(dòng)源（包括汽車尾氣排放、來(lái)往船只等）的VOCs排放源，才能準(zhǔn)確作出吳中區(qū)VOCs污染排放綜合清單，為VOCs污染治理提供基礎(chǔ)。