淺談VOCs治理現(xiàn)狀與問題

梁霜霜，吳玲玲，龔惠紅

(1.浙江澤越環(huán)保科技有限公司，浙江 寧波 315000；2.浙江玖浩生態(tài)環(huán)境科技有限公司，浙江 寧波 315000；3.浙江雙源環(huán)境科技有限公司，浙江 寧波 315000)

高速發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)導(dǎo)致我國近年來VOCs排放量也呈現(xiàn)出持續(xù)增長，由此引發(fā)了接連不斷的環(huán)境污染問題。在全國范圍內(nèi)廣泛發(fā)生的持續(xù)霧霾現(xiàn)象已經(jīng)引起了國家環(huán)保部門的高度關(guān)注。在“十三五”的大氣污染防治中，VOCs治理工作成為了其中一個(gè)重要組成模塊。

1 VOCs的基本概念

揮發(fā)性有機(jī)化合物(Volatile Organic Compounds，VOCs)包含了醛、酮、醇、醚、酯、酚等多種含氧有機(jī)物，含硫有機(jī)化合物，含氮有機(jī)化合物，以及鹵代烴等數(shù)百種化合物，是大氣化學(xué)反應(yīng)中的重要參與物質(zhì)，與大氣污染物中的臭氧和二次有機(jī)顆粒物等的形成密切相關(guān)。與此同時(shí)，VOCs產(chǎn)生的部分揮發(fā)性有機(jī)物還會(huì)對人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重危害。

2 治理現(xiàn)狀

我國開展VOCs治理工作的起步時(shí)間較晚。包括環(huán)保部門在內(nèi)的9部門在2010年聯(lián)合制定的《關(guān)于推進(jìn)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量的指導(dǎo)意見》中，首次將VOCs防治工作列為大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作的組成部分[1]。2011年，國務(wù)院在《國家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》中對VOCs和有毒廢氣的控制工作提出了具體要求，開始對VOCs和有毒廢棄實(shí)施檢測，并且對重點(diǎn)行業(yè)污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)做出了進(jìn)一步完善。2012年2月，細(xì)顆粒物(PM12)和臭氧(O3)8 h 濃度限值檢測指標(biāo)被國務(wù)院列入《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施在VOCs污染治理工作的開展中發(fā)揮出積極地推動(dòng)作用。2012年12月出臺(tái)的《國家“十二五”重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治規(guī)劃》，將重點(diǎn)行業(yè)的治理和VOCs污染防治體系的完善納入了“十二五”期間的重點(diǎn)大氣污染防治工作。同一年度，環(huán)保部在《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》中對重點(diǎn)行業(yè)的VOCs治理和VOCs防治體系的完善提出了具體要求。2013年，國務(wù)院在《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》中對VOCs污染治理工作的推進(jìn)做出了明確計(jì)劃，環(huán)保部在《揮發(fā)性有機(jī)物VOCs污染防治技術(shù)政策》中針對VOCs物料和含VOCs產(chǎn)品的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、銷售、使用、消費(fèi)的全過程提出了污染物防治的相關(guān)方法和策略。2014年，環(huán)保部在《石化行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合治理方案》中，首次提出了在石化行業(yè)中開展VOCs治理工作，并在2015年基本完成了VOCs污染防治體系在重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的建設(shè)工作。到2020年，從原料到產(chǎn)品，從生產(chǎn)到消費(fèi)全過程的VOCs減排已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)。2016年，國務(wù)院在《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》中，首次在國家污染物排放總量控制指標(biāo)中列入了重點(diǎn)地區(qū)重點(diǎn)行業(yè)VOCs排放總量的控制標(biāo)準(zhǔn)。到目前為止，我國已經(jīng)初步形成了一套具備可操作性的VOCs控制政策體系。

3 VOCs治理的主要方法

在實(shí)際開展VOCs治理工作期間，主要就是從兩個(gè)方面入手，制定針對性的治理方案。

一是在污染源頭上做好控制工作[2]。主要是指在生產(chǎn)環(huán)節(jié)上防止，或是減少VOCs排放量。例如,及時(shí)更換有毒、有害、易揮發(fā)的原材料，科學(xué)合理的改進(jìn)生產(chǎn)工藝，充分使用密閉性比較強(qiáng)的設(shè)備，等等。通過做好這些工作，可以有效消除或是減少VOCs廢氣的排放量，這是目前從根本上減少VOCs廢氣排放的關(guān)鍵措施，更是現(xiàn)階段治理有機(jī)廢氣污染的高效措施。但是極易受到生產(chǎn)技術(shù)水平的限制，會(huì)向環(huán)境中排放或是泄露不同濃度的有機(jī)廢氣，導(dǎo)致此種措施在實(shí)施期間具有一定難度。

二是在生產(chǎn)末端控制并消除VOCs的治理方法。具體可以將VOCs末端控制技術(shù)分為回收技術(shù)、銷毀技術(shù)。在對回收技術(shù)細(xì)致分析之后，可知主要就是采用物理方法將VOCs回收的非破壞性方法，包括活性炭吸附法和冷凝法等；銷毀技術(shù)主要就是通過化學(xué)或是生物反應(yīng)過程，使VOCs廢氣氧化分解為無毒，或是低毒物質(zhì)的破壞性方法。如生物降解和燃燒等多種方法。

3.1 吸附法

吸附法是一種使用活性炭、硅藻土、沸石等作為吸附劑，是使用范圍比較廣泛，并且能夠取得良好處理效果的有機(jī)廢氣治理工藝。其中，應(yīng)用較多的吸附劑是活性炭。由于VOCs具有與多種油類物質(zhì)互溶的特點(diǎn)，因此采用高沸點(diǎn)、低蒸汽的油類能夠有效吸收VOCs廢氣，從而達(dá)到治理廢氣的效果。吸附系統(tǒng)能夠顯著降低VOCs的濃度，直至達(dá)到廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)。吸附后得到的收集物，通過氣提解析，可以在生產(chǎn)中進(jìn)行再利用。在VOCs廢氣處理中，吸收法具有操作簡單、成本低廉的優(yōu)勢，但治理效率不高，且會(huì)在一定程度上對廢氣治理設(shè)備造成損害。

3.2 氧化法

利用VOCs自身的揮發(fā)性和易燃性，可以通過引風(fēng)管道將氣體通入鍋爐或焚燒爐后進(jìn)行常溫或催化氧化燃燒處理，以此完成從VOCs到CO2的轉(zhuǎn)變過程。此方法的轉(zhuǎn)化效率較高，但高溫有機(jī)氣體尚需進(jìn)行安全論證。

3.3 生物法

生物法包括直接生物凈化法、間接生物處理法和植物凈化法等，是最經(jīng)濟(jì)有效的VOCs治理方法，具有良好的安全性且操作簡單。直接生物凈化法處理效果好且方便操作，但需要建設(shè)生物吸收池、生物洗滌池、生物滴濾池和生物過濾池[3]。間接生物處理法是一種先吸收再對廢水進(jìn)行生物處理的VOCs治理方法，吸收VOCs時(shí)采用的是含有可溶于水的醇類、醛類等物質(zhì)的水或弱堿液，然后對廢水進(jìn)行生物降解直至達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。植物凈化法適用于大環(huán)境低濃度的VOCs治理，通過綠色植物完成大氣中的污染物的吸收和轉(zhuǎn)化。

4 存在的問題

4.1 缺少基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支持

由于我國工業(yè)體系非常健全，導(dǎo)致工業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及其復(fù)雜且規(guī)模龐大，而環(huán)境污染部門當(dāng)前只能將工作局限在對常規(guī)污染物的重點(diǎn)控制上。在有毒有害廢氣管理與監(jiān)控條件有限的大背景下，我國環(huán)境監(jiān)管部門由于重視程度不足，很難掌握到較為全面的有毒有害工業(yè)廢氣排放源分布、排放強(qiáng)度、治理情況等基礎(chǔ)信息。到目前為止，我國對環(huán)境空氣中VOCs的監(jiān)測，主要以小規(guī)模探索式研究為目的自主行為，導(dǎo)致有關(guān)部門缺乏獲得區(qū)域和全國環(huán)境空氣VOCs污染體征等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的有效途徑，給摸清排放狀況造成了困難。當(dāng)前，我國學(xué)者依然在沿用美國和歐盟的排放系數(shù)進(jìn)行本國的VOCs排放量測算，導(dǎo)致應(yīng)用這種測算方式獲得的數(shù)據(jù)結(jié)果并不具備充分的可靠性和可應(yīng)用性。在大氣污染物排放清單的研究方面，我國目前尚處于起步階段，在除北京、上海、寧波以外的其他城市幾乎沒有開展VOCs排放清單研究工作的案例。

4.2 相關(guān)法律法規(guī)的出臺(tái)出現(xiàn)滯后

受到VOCs管理起步較晚的影響，我國當(dāng)前的相關(guān)法律法規(guī)和政策體系依然存在極大地完善空間，在針對性、準(zhǔn)確性和系統(tǒng)性方面，各類法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)仍然存在較大缺陷[4]。人為原因排放的VOCs動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫需要覆蓋到全國范圍內(nèi)，排放清單和產(chǎn)排污系數(shù)的制定需要在重點(diǎn)行業(yè)，如化工等得到統(tǒng)一。除此以外，當(dāng)前還需要通過技術(shù)手段為環(huán)保部門的日常執(zhí)法監(jiān)管提供充分支持，為環(huán)保部門工作人員的履職困難問題找到有效的解決方案。

4.3 缺乏規(guī)范的檢測規(guī)范與排放標(biāo)準(zhǔn)

由于VOCs污染物來源廣泛且種類復(fù)雜，導(dǎo)致我國至今尚未將VOCs納入環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，且VOCs在典型行業(yè)內(nèi)的排放標(biāo)準(zhǔn)依然有待完善。我國當(dāng)前應(yīng)用的大氣污染源和環(huán)境空氣VOCs監(jiān)測分析方法大量參考了國外的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并且技術(shù)規(guī)范不夠通一，導(dǎo)致研究結(jié)果之間缺乏展開對比的基本條件，大幅提高了環(huán)境防治工作的開展難度。由于缺乏與我國國情相適應(yīng)的控制技術(shù)的自主知識產(chǎn)權(quán)，我國只能通過對國外控制技術(shù)進(jìn)行模仿和追蹤的方式解決燃眉之急。

5 VOCs治理控制措施和技術(shù)管控要點(diǎn)

5.1 VOCs治理控制措施

5.1.1 為VOCs制定完善的標(biāo)準(zhǔn)

我國目前僅僅對幾十種VOCs在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中做出了排放濃度和速率的限定，大部分地區(qū)對VOCs污染物中除苯、甲苯、二甲苯、非甲烷總烴以外的數(shù)百種物質(zhì)并未采取評價(jià)措施。我國的VOCs標(biāo)準(zhǔn)與其他國家和地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)相比，涉及的行業(yè)面過于狹窄，且標(biāo)準(zhǔn)過于簡單，且國內(nèi)主要的環(huán)境空氣和污染源空氣VOCs監(jiān)測分析方法系由國外標(biāo)準(zhǔn)吸收轉(zhuǎn)化而來，在技術(shù)規(guī)范和基礎(chǔ)理論研究中尚未達(dá)到統(tǒng)一[5]。為此，我們需要加快VOCs監(jiān)測方法與標(biāo)準(zhǔn)的制定進(jìn)程，同時(shí)增加環(huán)境空氣和固定源廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)中典型VOCs限值，并且為VOCs的采樣和監(jiān)測分析制定方法與標(biāo)準(zhǔn)，從而奠定各地區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)開展監(jiān)測工作的基礎(chǔ)性條件。除此以外，我們還需要對代表性行業(yè)的VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行重點(diǎn)完善，并且為污染源VOCs類有毒空氣污染物逐步制定排放標(biāo)準(zhǔn)。

5.1.2 加強(qiáng)VOCs排放的管理政策

通過嚴(yán)格執(zhí)行清潔生產(chǎn)和“三同時(shí)”制度等，對VOCs排放量大且污染嚴(yán)重的企業(yè)實(shí)施嚴(yán)格的環(huán)境管理，加強(qiáng)環(huán)境評價(jià)中的污染防治措施，為各行業(yè)的VOCs排放與監(jiān)測方法制定與行業(yè)具有較高適配性的專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境執(zhí)法力度的進(jìn)行進(jìn)一步強(qiáng)化，對排放登記和分級收費(fèi)制度進(jìn)行完善。與此同時(shí)，在污染治理措施方面，可以從原料替代和生產(chǎn)工藝改進(jìn)的角度進(jìn)行考慮，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理優(yōu)化，綜合治理重點(diǎn)行業(yè)生產(chǎn)過程中的VOCs污染，為VOCs污染防治建立長效機(jī)制。

5.1.3 建立VOCs排放重點(diǎn)源名單

各地有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)通過開展自下而上的地毯式摸查等方式，掌握本地的VOCs排放總量、分行業(yè)排放量、排放重點(diǎn)源等確切信息，并建立VOCs排放清單，將重點(diǎn)行業(yè)、重點(diǎn)源作為落實(shí)減排方案的具體目標(biāo)，將國家級VOCs排放重點(diǎn)源列入重點(diǎn)管控名單，由國家實(shí)施直接管控，從而提高減排的精度。

5.2 VOCs處理技術(shù)管控要點(diǎn)

從國家宏觀政策這一個(gè)角度進(jìn)行細(xì)致分析，可知我國非常注重VOCs治理控制工作，特別是在政策和法律制度逐步完善的背景下，對設(shè)計(jì)、施工、完工驗(yàn)收、檢測等多個(gè)步驟進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和管理。近年來，我國大氣污染管理體系不斷優(yōu)化，在未來VOC治理工作逐步向精細(xì)化、持續(xù)化、規(guī)范化方向發(fā)展。

5.2.1 適當(dāng)加大源頭優(yōu)化力度

積極尋找源頭原材料的替代材料，主要目的就是從源頭上有效減少VOCs原輔材料的整體使用量，深入挖掘這部分的減排潛力[6]。特別是，在VOCs排放量比較大的涂裝、印刷、清洗等多項(xiàng)工藝中，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)要求，充分使用水性和環(huán)保型的涂料、膠黏劑等具有環(huán)保特征的原輔材料。

5.2.2 著重開展過程控制和無組織排放控制

提升過程控制和無組織排放控制工作重視度，顯著提升清潔生產(chǎn)技術(shù)水平。比如，要求工業(yè)園區(qū)和廠區(qū)充分利用密封生產(chǎn)這項(xiàng)技術(shù)，在提高廢氣收集效率的基礎(chǔ)上，最大程度上減少無組織逸散。

5.2.3 高效落實(shí)末端治理工作

在不斷強(qiáng)化末端治理工作結(jié)構(gòu)之后，能夠?yàn)槲磥硗垦b、印刷、化工等VOCs排放重點(diǎn)行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)新指明方向。在此基礎(chǔ)上，全面結(jié)合不同類型廢氣的分布狀況和特征進(jìn)行分析，針對性的制定VOCs處理工藝，以此為后續(xù)提升VOCs治理效果提供技術(shù)保障。此外，也要全面滿足各項(xiàng)處理設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)性能要求，這樣能夠?yàn)楹罄m(xù)提升總體技術(shù)水平創(chuàng)造條件。

6 結(jié)束語

近年來，我國不斷通過建立政策體系、制定檢測標(biāo)準(zhǔn)等措施來提高VOCs的監(jiān)控力度，在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匱乏、法律嚴(yán)重滯后、防治和監(jiān)管體系不健全等一系列不利條件下成功邁出了VOCs治理的第一步。未來還需要對相關(guān)法律法規(guī)進(jìn)行進(jìn)一步完善，推動(dòng)制度體系的全面建設(shè)，以實(shí)施更加有效的標(biāo)準(zhǔn)控制。