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揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)是臭氧污染的重要前體物。開展環(huán)境空氣VOCs監(jiān)測(cè),摸清生成臭氧的重點(diǎn)VOCs種類,掌握濃度水平和變化規(guī)律,可以有的放矢地開展臭氧污染防治工作。山西省晉中市大氣VOCs防控,應(yīng)首先關(guān)注燃煤與焦化源排放的影響,其次是機(jī)動(dòng)車尾氣的綜合管控,工業(yè)涂裝等傳統(tǒng)VOCs排放大戶的控制也不容忽視,最后還應(yīng)開展太原盆地污染物的遷移研究,并探討地區(qū)間污染物傳輸?shù)挠绊憽?/p>
關(guān)鍵詞:晉中市 揮發(fā)性有機(jī)物 VOCs防控
2019年6月19日至2019年10月31日,在晉中市南都小區(qū)站進(jìn)行了70種揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)(VOCs)和非甲烷總烴(NMHC)的手工監(jiān)測(cè),晉中市非醛酮類VOCs(57種)以C2-C4的低碳化合物以及苯為主要成分。在大氣中的含氧揮發(fā)性有機(jī)物(13種)中,丙酮的含量最高,其次是甲醛和乙醛。
源解析結(jié)果顯示,晉中市大氣非醛酮類VOCs來(lái)源為焦化及燃煤排放、機(jī)動(dòng)車相關(guān)排放和溶劑使用等,其中燃煤及焦化排放是VOCs的主要來(lái)源,占50.63%。大氣中的含氧揮發(fā)性有機(jī)物主要受機(jī)動(dòng)車尾氣排放、溶劑使用和光化學(xué)反應(yīng)二次生成等影響。
一,晉中市VOCs監(jiān)測(cè)的意義
近年來(lái),我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展,伴隨而來(lái)的卻是一系列大氣污染問(wèn)題,對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞。根據(jù)相關(guān)調(diào)查,在全球范圍內(nèi),我國(guó)大氣污染嚴(yán)重的城市占了近40%。中國(guó)生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)顯示,臭氧超標(biāo)天數(shù)逐年上升。臭氧污染治理成為我國(guó)今后中長(zhǎng)期環(huán)境空氣質(zhì)量改善的重要任務(wù)和挑戰(zhàn)。發(fā)達(dá)國(guó)家的臭氧污染控制經(jīng)驗(yàn)表明,臭氧污染是空氣質(zhì)量管理工作中最具挑戰(zhàn)性的難題之一。臭氧污染防治困難主要源于三個(gè)方面的因素:第一,臭氧的大氣壽命較長(zhǎng),可以遠(yuǎn)距離傳輸,形成區(qū)域性污染,控制臭氧污染必須厘清不同區(qū)域間的相互貢獻(xiàn),實(shí)行區(qū)域聯(lián)防聯(lián)治;第二,臭氧的化學(xué)生成機(jī)制復(fù)雜,與前體物的關(guān)系呈非線性,削減臭氧前體物排放需符合一定的科學(xué)比例且因地制宜,不合理的減排反而可能導(dǎo)致局地臭氧污染的加重;第三,臭氧的前體物VOCs來(lái)源復(fù)雜、種類繁多、活性差異大,精準(zhǔn)控制難度大。目前,備受關(guān)注的臭氧重要前體物VOCs的相關(guān)監(jiān)測(cè)及研究勢(shì)在必行。我國(guó)政府也推出了一系列政策與措施來(lái)應(yīng)對(duì)大氣污染問(wèn)題,2019年初出臺(tái)的《2019年地級(jí)及以上城市環(huán)境空氣揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)方案》要求337個(gè)地級(jí)及以上城市均要開展環(huán)境空氣非甲烷總烴(NMHC)和VOCs組分指標(biāo)監(jiān)測(cè)工作。隨著VOCs方面政策措施的推進(jìn),為實(shí)現(xiàn)VOCs的有效治理,對(duì)大氣環(huán)境VOCs的濃度水平、變化特征、臭氧生成的重點(diǎn)污染物、主要污染源的分析是非常必要的。
在2018~2019年間,晉中市夏季臭氧超標(biāo)天數(shù)呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì),臭氧濃度水平超過(guò)國(guó)家空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。晉中市位于太原盆地南部,焦化產(chǎn)業(yè)、電力工業(yè)和冶金工業(yè)等為其主要工業(yè),研究該區(qū)VOCs對(duì)臭氧的生成十分必要。了解晉中市大氣VOCs的污染水平、來(lái)源特征以及其臭氧生成潛勢(shì),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)晉中市VOCs污染的有效控制,降低臭氧生成,同時(shí)為中國(guó)北方眾多依賴煤炭為主要能源的城市提供有價(jià)值的空氣污染減排參考。
二,晉中市的VOCs水平
2019年6月~10月,對(duì)晉中市大氣中57種VOCs物質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定,包括10種烯烴,29種烷烴,17種芳香烴和1種炔烴(乙炔)。晉中市6~10月大氣環(huán)境中總VOC的濃度范圍為32.36~129.90 微克/立方米,平均濃度為57.01微克/立方米。其中烯烴、烷烴、芳香烴和炔烴的濃度分別為5.26微克/立方米、25.57微克/立方米、23.45微克/立方米、2.72微克/立方米,分別占非醛酮類VOCs總濃度的9.23%、44.86%、41.13%和4.78%。10種烯烴中乙烯濃度最高,為2.09微克/立方米(占總烯烴的39.71%),其次為正丁烯(0.89微克/立方米)和2-甲基-1,3-丁二烯(0.76微克/立方米);烷烴類化合物中乙烷(5.84微克/立方米)、丙烷(3.67微克/立方米)、正戊烷(3.22微克/立方米)和異戊烷(2.81微克/立方米)為最富集的四種化合物,在總烷烴中所占比例為60.76 %;芳香烴中平均濃度最高的是間-二甲苯(5.40微克/立方米)、苯(4.03微克/立方米)、鄰二甲苯(3.12微克/立方米)和甲苯(2.81微克/立方米),占總芳烴的65.51%。乙炔(2.72微克/立方米)含量相對(duì)較少,貢獻(xiàn)為非醛酮類VOCs總濃度水平的4.78%。
晉中市非醛酮類VOCs以C2-C4的低碳化合物以及苯為主要污染物,乙炔與苯是化石燃料高溫裂解的主要標(biāo)識(shí)物,晉中市乙炔與苯的高占比可能歸結(jié)于燃燒源以及焦化源的排放。
苯是具有致癌特性的物種,晉中市的苯濃度水平(4.03微克/立方米)低于歐盟限定值5.00微克/立方米。參照美國(guó)環(huán)保署建議的苯的最低吸入風(fēng)險(xiǎn)(致癌風(fēng)險(xiǎn)為百萬(wàn)分之一)11.46微克/立方米,晉中市監(jiān)測(cè)期間苯濃度(0.73~10.63微克/立方米)均低于風(fēng)險(xiǎn)值。
與文獻(xiàn)中報(bào)道的其他國(guó)內(nèi)外城市相比,晉中市苯(4.03微克/立方米)的濃度水平高于廣州(2.72微克/立方米)、北京(2.15微克/立方米)、約翰內(nèi)斯堡(0.83微克/立方米)和倫敦(0.92微克/立方米),可能與晉中市大量的燃煤和焦化有關(guān)。機(jī)動(dòng)車及汽油蒸發(fā)源的主要指示物異戊烷的濃度為2.81微克/立方米,該濃度較國(guó)內(nèi)外其他城市(上海6.06微克/立方米、倫敦4.23微克/立方米)相對(duì)較小,可能與晉中市機(jī)動(dòng)車保有量較低有關(guān)。
三,晉中市VOCs防控建議
根據(jù)非醛酮類VOCs和含氧揮發(fā)性有機(jī)物來(lái)源分析結(jié)果,以重點(diǎn)行業(yè)VOCs減排、傳統(tǒng)VOCs排放大戶管控、VOCs防治基礎(chǔ)能力和政策支持保障建設(shè)為基本思路,晉中市的大氣VOCs防控應(yīng)做好以下工作:
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