大氣走航監(jiān)測在化工園區(qū)大氣管控中的應用

王懷亮，潘成杰，王建成，周衛(wèi)可，張翔，馬陳熀

(1.濱海海濱投資開發(fā)有限公司，江蘇 鹽城 224500； 2.江蘇濱海經濟開發(fā)區(qū)沿海工業(yè)園，江蘇 鹽城 224500； 3.南京大學鹽城環(huán)保技術與工程研究院，江蘇 鹽城 224001)

0 引言

化工行業(yè)是我國支柱經濟產業(yè)之一，化工企業(yè)大部分均存在使用或生產揮發(fā)性較強的有機物質的情形，且工藝環(huán)節(jié)多而復雜，往往會排放大量揮發(fā)性有機物(VOCs)到環(huán)境空氣中，作為VOCs排放的重點行業(yè)，化工行業(yè)VOCs排放量約占全國排放總量的1/3[1]?；@區(qū)是化學工業(yè)企業(yè)集聚地，廢氣排放更為集中。化工園區(qū)排放的大量廢氣會對周邊生態(tài)環(huán)境造成不利影響，異味擾民頻繁發(fā)生，甚至危害群眾健康[2-6]。此外，因為廢氣無組織排放問題突出[7-8]，監(jiān)測難度大，對化工園區(qū)大氣環(huán)境質量的管控是園區(qū)生態(tài)管理的重點難點事項，但也是薄弱環(huán)節(jié)。

大氣走航監(jiān)測系統(tǒng)是以移動車作為載具，搭載VOCs、惡臭氣體、顆粒物監(jiān)測設備與常規(guī)無機因子分析儀，在行進中對環(huán)境空氣進行快速連續(xù)監(jiān)測的新技術手段[9-11]。典型的大氣走航監(jiān)測系統(tǒng)包括移動車載平臺、供電系統(tǒng)、采樣系統(tǒng)、分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸網絡系統(tǒng)、氣象模塊、視頻模塊等構成[11-12]。利用大氣走航監(jiān)測系統(tǒng)的流動性使監(jiān)測可以覆蓋更廣的區(qū)域，提高應急觀測和針對性觀測能力[13-15]，輔以定點監(jiān)測，實現(xiàn)快速追溯污染源頭。搭載不同監(jiān)測設備，可實時同步監(jiān)測顆粒物、SO2、NO、NO2、CO、O3、VOCs等污染組分，完成定性和定量分析。尤其是車載質譜設備的應用，可在行進中完成對無組織排放VOCs廢氣的實時自動監(jiān)測，有效填補了常規(guī)環(huán)境空氣質量監(jiān)測站VOCs監(jiān)測能力的不足。

大氣移動監(jiān)測技術的迅猛發(fā)展使其很快應用于化工園區(qū)廢氣管控中來，近年來得到廣泛應用[16-17]。生態(tài)環(huán)境部《2020年揮發(fā)性有機物治理攻堅方案》(環(huán)大氣〔2020〕 33號)要求“化工園區(qū)開展走航監(jiān)測、溯源分析”工作；2020年7月下發(fā)《關于開展揮發(fā)性有機物走航監(jiān)測的通知》(環(huán)監(jiān)函〔2020〕 23號)，要求“夏秋季，涉VOCs工業(yè)園區(qū)每月上、下半月至少開展一次走航監(jiān)測”。江蘇省化工產業(yè)安全環(huán)保整治提升領導小組辦公室印發(fā)的《江蘇省化工園區(qū)(集中區(qū))認定評分標準》(蘇化治辦〔2020〕 11號)中要求，“化工園區(qū)(集中區(qū))大氣監(jiān)控系統(tǒng)設計要對照蘇環(huán)辦〔2016〕 32號文，包含‘移動走航監(jiān)測系統(tǒng)建設’”。走航監(jiān)測車的機動使用，可以強化園區(qū)對大氣環(huán)境質量的實時監(jiān)測監(jiān)控能力，狠抓重點區(qū)域、重要時段污染治理，統(tǒng)籌兼顧、追蹤溯源，指導精準施策。本文總結了大氣走航監(jiān)測在化工園區(qū)廢氣管控中應用經驗，提出規(guī)范化、標準化的走航監(jiān)測應用模式和走航數(shù)據(jù)深度應用情景。

1 走航車使用規(guī)范

走航監(jiān)測車的使用應規(guī)范有序展開。管理部門下達目標任務后，走航團隊第一時間響應，做好行程安排，提前完成對走航車輛、供電設備、采樣系統(tǒng)、分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸網絡的檢查，并指定現(xiàn)場負責人協(xié)調現(xiàn)場工作。現(xiàn)場負責人需事前充分了解走航監(jiān)測區(qū)域地理地形、道路分布狀況、污染源點位、氣象條件等信息，并結合管理部門要求，以實際解決問題為出發(fā)點制定走航監(jiān)測方案，并按方案實時現(xiàn)場監(jiān)測工作。走航監(jiān)測形式一般分為網格化監(jiān)測、上下風向監(jiān)測、定點監(jiān)測幾種類型。開展走航工作過程中，為保證行程可循，使用專門紙質和電子記錄本，記錄走航車跟車技術人、使用時間、路程、工作內容、主要成果。走航工作結束后，在12小時內出具走航報告。根據(jù)走航監(jiān)測結果，服務團隊定期向園區(qū)管理部門匯報階段性走航監(jiān)測成果，突出成效。匯報內容包括工作開展部署、重點問題反饋、階段性成果匯報等，并提出合理性建議。每季度一次，形成園區(qū)大氣污染物走航監(jiān)測服務季報，以報告提交、圖表、視頻展示、PPT匯報等形式向主要領導匯報。結合空氣質量目標，對項目實施情況進行總結，并對未來改善空氣質量規(guī)劃、具體的管控措施等方面提供可行性參考建議。

走航監(jiān)測工作的質量控制和質量保證工作十分重要。走航監(jiān)測系統(tǒng)應采取防震措施，減少對精密設備影響；車載平臺應配備校準系統(tǒng)、標氣、標樣，在每次走航前后要進行準確度檢查；至少每月完成一次對采樣流量的檢查校訂；制定標準操作制度規(guī)范并嚴格執(zhí)行，日常運行、設備維修、分析儀器校準等記錄在案，供監(jiān)督抽查。

走航監(jiān)測系統(tǒng)外側張貼顯著標識標志，在開展走航監(jiān)測遇低速或臨時駐點時，開啟報警閃燈提醒周邊車輛注意，必要時可鳴笛警示。需要注意的是，在化工園區(qū)、企業(yè)內部走行監(jiān)測時，車輛應安裝防爆設施，人員配備防護口罩、服裝、面具等裝備，確保安全防護要求。

2 走航監(jiān)測工作主要內容

2.1 例行全面摸底巡測

每月定期對園區(qū)內部及外圍環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機物和無機常規(guī)因子及惡臭特征因子的網格化走航監(jiān)測工作，對園區(qū)大氣污染物排放特征進行摸底調查，畫出污染濃度地理分布特征地圖(圖1)，弄清污染物的物種、濃度、分布、來源等。一般為每月的1日、15日(特殊天氣、非正常生產或其他不可控因素可適當調整)進行兩次，通過每月例行監(jiān)測確定園區(qū)整體環(huán)境變化趨勢及排放規(guī)律。開展科學、系統(tǒng)的大氣走航監(jiān)測和研判分析，全面、快速、精準診斷環(huán)境空氣中VOCs、惡臭氣體、常規(guī)組分的分布情況，鎖定重點污染區(qū)域和污染因子。

2.2 重點區(qū)域監(jiān)測

對園區(qū)內識別的重點區(qū)域，多次走航，通過周邊企業(yè)生產現(xiàn)狀及走航監(jiān)測時段氣象條件，分析影響區(qū)域主要企業(yè)，條件允許的情況下可進入企業(yè)進行走航監(jiān)測。針對園區(qū)周邊的敏感點位(如：學校、背景點、居民區(qū)等)強化監(jiān)測力度，排查污染源，指導整治，為相關部門針對園區(qū)廢氣管控問題精準發(fā)力、科學治污提供有力支撐，優(yōu)化周邊環(huán)境。

2.3 企業(yè)巡查摸排

對園區(qū)內企業(yè)進行走航巡查，主要形式為企業(yè)主導下風向監(jiān)測和企業(yè)內部監(jiān)測。依據(jù)多次巡查結果對區(qū)域內企業(yè)進行廢氣排放污染程度分類，一般按照企業(yè)排放廢氣的類別、濃度、超標頻次進行分級，分A、B、C、D四個級別，并登記成冊。對分級較好的可減少巡查頻次，而對分級較差的重點企業(yè)進行更高頻次的巡查，確保企業(yè)整改見效。針對重點企業(yè)及排放來源錯綜復雜的企業(yè)，開展廠區(qū)內監(jiān)測，必要時利用便攜式分析儀進行現(xiàn)場核查，鎖定重點工藝工段污染源，協(xié)助企業(yè)提升污染管控能力。

2.4 應急監(jiān)控

在應對廢氣擾民投訴案件、重污染天氣、污染突發(fā)性事件、站點數(shù)據(jù)突高等特殊情況下，根據(jù)要求開展應急響應，增加走航監(jiān)測頻次，快速進行走航分析，鎖定關鍵物種，排查污染源，為及時管控提供數(shù)據(jù)支撐。應急性監(jiān)測主要為了滿足偶發(fā)性事件處置，走航監(jiān)測因其本身快捷性、機動性特征，有其天然的優(yōu)勢，目前已有在化工園區(qū)的應急監(jiān)控中的應用案例[14]。走航監(jiān)測應根據(jù)現(xiàn)場污染情形，迅速確定大氣污染排放特征、擴散模式、影響范圍、發(fā)展趨勢，為應急處置決策提供可靠支撐。

3 工作交辦及反饋機制

為確保走航監(jiān)測工作發(fā)揮實效，實踐工作中逐漸形成了“發(fā)現(xiàn)問題→登記立冊→督促整改→成效評估”這一工作實施和問題反饋機制，如圖2所示，建立閉環(huán)，確保成效。對園區(qū)管理部門交辦的走航監(jiān)測任務，即時響應，識別問題及時反饋園區(qū)，對重復出現(xiàn)問題重點交辦，建檔立冊，并反饋企業(yè)及分管人。責任企業(yè)限時整改，掛牌督辦，待企業(yè)整改完成后再次進入監(jiān)測，評估企業(yè)整改效果，直至問題根除。

除此之外，園區(qū)智慧平臺建立專門信息窗口，記錄并通報每次走航事件及成果。走航車實時上報走航成果(走航數(shù)據(jù)、污染分布圖、動態(tài)視頻、分析報告等)，提供整改建議。信息平臺記錄并保存走航開始和結束時間、雙方聯(lián)系人、走航車實時上傳的成果，重點問題、污染事件及時反饋并通報管理部門。

4 數(shù)據(jù)深度應用

化工園區(qū)排放的大氣污染物種類繁多，又不可能對所有污染物都制定標準、限制排放、實施監(jiān)測，只能篩選出一些影響突出、存在廣泛、對人體健康和生態(tài)環(huán)境危害較大的物質作為控制對象。利用走航數(shù)據(jù)在評價園區(qū)排放廢氣的環(huán)境過程和健康風險的基礎上，圍繞化工園區(qū)及企業(yè)環(huán)境管理需求、突出環(huán)境問題，明確重點，篩選園區(qū)優(yōu)先管控污染物，指導防控。同時，建立不同企業(yè)的特征污染因子庫，發(fā)揮好企業(yè)廢氣特征污染因子庫指紋標記作用，實現(xiàn)在線監(jiān)測、因子識別、動態(tài)溯源(定位區(qū)域/企業(yè)/車間/工段/環(huán)節(jié))一體化協(xié)同，為精準溯源工作提供了便利，滿足對園區(qū)內外高值、異味問題的溯源排查需求。

隨著常態(tài)化走航監(jiān)測數(shù)據(jù)積累，可幫助了解園區(qū)整體環(huán)境質量、重點區(qū)域污染情況、重點企業(yè)污染特征變化特征，評估對周邊環(huán)境影響和健康風險。結合污染排放情況、污染路徑、敏感目標等信息，走航監(jiān)測數(shù)據(jù)可指導合理布局網格監(jiān)測點位選址。進一步以大氣走航監(jiān)測數(shù)據(jù)為支撐，建立特定氣象(風速、風向、溫度、濕度、氣壓等)、工況(根據(jù)企業(yè)提供的生產情況和電能監(jiān)控數(shù)據(jù))條件下，區(qū)域網格內污染物濃度分布特點及規(guī)律，形成原始情景案例庫，借此實現(xiàn)未來污染物排放和分布預測，對敏感點設定閾值，一定情形下提前發(fā)出預警信息，必要時還可以根據(jù)減排目標來進行產能調整等預防措施。

5 結語

隨著大氣走航監(jiān)測在化工園區(qū)廢氣管控中的實踐不斷深入，應用模式和規(guī)范性不斷成熟，成效越來越凸顯。大氣走航監(jiān)測手段實現(xiàn)了對園區(qū)大氣環(huán)境狀況進行實時監(jiān)測評價，對污染因子進行精準識別，對污染區(qū)位進行精準定位，為管理部門對園區(qū)廢氣精準化管理工作提供了有力技術支撐。通過科學監(jiān)測、動態(tài)感知、精準溯源、靶向治理，使園區(qū)管理針對性、有效性不斷加強，促進了重點企業(yè)整改提升，園區(qū)整體環(huán)境質量持續(xù)改善，周邊居民投訴率顯著下降。