济南平阴县代表行业与企业的挥发性有机物排放数据探析及防控措施10000字论文

I近年来我国环境空气臭氧污染问题凸显，挥发性有机物(VOCs)是臭氧污染的重要前体物之一，因此VOCs的源解析及污染防控是解决臭氧污染问题的重要研究领域之一。本研究围绕此问题，分析了近年的济南下辖的平阴县环境状况年报和近年的环境状况月环节，研究其排放的原因。最后结合现有管控现状，提出改善平 11.1研究背景及意义 11.2国内外研究现状 11.2.1VOCs来源分析研究现状 11.2.2VOCs污染控制研究现状 21.3研究内容及方法 3第2章平阴县域调研结果及分析 52.1平阴县域概况 52.2平阴县域主要环境问题 5 73.1平阴县域VOCs监测的数据分析 7 73.1.2VOCs主要成分占比及时间分布特点 83.1.3特征比值分析 93.2代表行业与企业产生VOCs的主要工艺环节 9Ⅱ3.2.1代表区域的确定及概况 93.2.2代表企业产生VOCs的主要工艺 3.3代表行业与企业监测点位的VOCs监测结果分析 3.3.1油墨印刷行业代表企业 3.3.2制药行业代表企业 第4章主要污染防控措施 4.1完善相应的控制法规政策 4.2控制移动源排放措施建议 4.3重点行业源头预防及工艺过程管理 4.3.1制药行业 4.3.2油墨印刷行业 参考文献 1第1章绪论O₃是一种二次污染物，主要由大气中的挥发性有机化合物(VOCs)和氮氧化物(NOx)等前体在太阳紫外线的照射下发生光化学反应而产生。与微尘、二氧包装印刷、油品储运和销售是我国VOCs排放的主要来源。为打赢蓝天保卫战，进一步改呈下降趋势，颗粒物浓度逐年上升，大气污染呈现空气质量成为影响其发展的重要因素之一，一定程度上可以看出依据济南平阴县生态环境局2021年政府信息公开工作年度报告得知全市PM25年均浓度为45μg/m³,超过国家环境空气质量二级标准(35μg/m³)0.29倍(李佳琪刘旭阳，2023)。全市NO2年均浓度为44μg/m³,超过国家环境空气质量二级标准(40μg/m³)0.10倍。城市经济社会发展的同时，一方面造成的生态环境压力和风险南平阴县各行业的环境空气质量问题特别是突出的染物及VOCs排放特征，为改善平阴县的生态环境建言献策，为蓝天保卫战的精准施策提状的分析，督促重点污染企业重视经济生产中VOCs排放的防控，积极向绿色转型。也增目前针对城市大气环境中VOCs来源及成分相关的研究不多，部分研究方法及研究结主要结论2张靳杰[2]杨宜昌13]段佳鹏等[4]法在线观测，比值计算及模型模拟在线监测系统GC-FID系统武汉市汽油机动车氧污染特征武汉某城区秋季大气挥发性有机物污染特征及部分物种河北省暖季多站点化合物(挥发性有武汉市在用汽油机动车和柴油机动车总VOCs平均排放浓度分别为5.885±2.365mg/m³和6.755±2.966mg/m³。统计分析发现，汽油机动车排放一天中最值出现的时间段分别为8:00和16:00左右；武汉市臭氧浓度变化主要受VOCs控制。武汉城区秋季大气中VOCs体积分数峰值分别出现在6:00-8:00和19:00-23依次为烷烃、烯烃、芳香烃等。在2019年的暖季，VOCs的月平均浓度先升高后下降，最高浓度出现在7月和8月。VOCs的日变机物)特征之间，第二个峰值发生在23:可知大多数研究者表明O3浓度最大值出现在春夏季节，而VOCs是冬季的浓度最高，然而，正矩阵分解(PMF)模型主要用于国内外学者目前在城市和工业领域进行的VOCs来源分析研究，例如(吴梓萌赵舒):南京江北工业区6、宝鸡市区和工业区7、台湾的源解析研究仍然较少。现阶段，基于精细化工园区高分辨率源排放清单的建立技术还不对大气污染物扩散过程的影响，导致分析结果存在一定的不确定性。等[13对伦敦希思罗机场、卡尔加里市和长江石化综合体的2013年，国务院公布了《大气污染防治行动计划》(以下简称《大气十条》),重点加强大气污染防治，以细粉尘为重点，提出了当前和今后的工化产业和能源结构，不断加强重点行业和领域治理，加强环境3一定程度上可以看出经过三年努力，主要大气污染物排大提高了人们的蓝天幸福感。其中可以表明到2020年，二氧化硫、氮氧化物排放总量比2015年下降15%以上，县级以上不达标城市PM2.5浓度下降18%以上。与2015年相比，县级以上城市空气质量优良天数比例达到80%,重度污染天数比例比2015年下降25%以(1)平阴县域现状：依据济南平阴县环境状况报告、统计年鉴及全国第二次污染源普查数据库以及现场调研等形式，了解平阴县域环境质量(2)根据文献回顾和区域研究验证，识别存在的重点环境问题和污染防治、监督管理工作需要改进的环节，明确VOC排放的组织性和非系统性环节以及研究排放的成因；(3)管理措施研究(戴雪娇陆瑞霖):根据(1)(2)的研究结果，对济南平阴县特定区域的主要行业或企业VOCs污染排放整治方面存在不足的区域。从政策和法律制度、45第2章平阴县域调研结果及分析11.1℃,最低气温-23℃,最高气温39.7℃;年均无霜期6-7个月，年均降雨量为646mm,雨水多集中于夏季。现以形成了以农业、电力、建材、机械、化工、陶瓷、纺织、造纸、食品为主的十大支柱产业(金佳琦温子轩，2023)。并逐步引进IT企业，服务业、劳务业在全区生产总值所占比重也越来越高。2.2平阴县域主要环境问题本研究获取平阴县主要测点2017-2021年大气监测数据，具体见表2.1。表2.1近年平阴县环境空气中主要污染物浓度达标率变化87.1%可知，济南平阴县污染物PM25、PM10以及SO₂均呈现逐年递减趋势，SO₂和CO的浓度近年来达标率均为100%,且SO₂浓度在逐年缓慢下降，CO浓度在缓慢上升。而O₃浓度处于上升趋势，且在2019年升高至峰值，即O3浓度由101μg/m³上升至189μg/m³(超过年均二级标准浓度限值，超标倍数为0.18倍)(谢晨辰，2023)。表2.22021年济南平阴县监测点各污染物指标在济南平阴县的质量排序二级标准浓度(μg/m³)706040160续表2.22021年济南平阴县监测点各污染物指标在济南平阴县的质量排序6济南平阴县监控点浓度是否超标否否是是否是质量浓度在10个站点中的排序45(并列)282(并列)4PM₂.5依次排在第8(倒数第2)、5(倒数第6)、4、4名，可见臭氧是首要需要控制的污染物。7第3章VOCs排放监测结果与分析3.1.1100%检出率的VOCs成分在符合要求的天气条件下济南平阴县共采集了40个样品，100%检出率的VOCs成分结果总结如表3.1,主要成分为35种，其中按照烷烃类、烯烃类等分类，烷烃类别最多达到15种、其次是芳香烃12种(曹梓萱涂晨，2023类别目标组分丙烷正丁烷正戊烷二氯甲烷正己烷1,2-二氯乙烷1,2-二氯丙烷乙烯0.150.140.85-0.84-3.1116.8216.978.656.484.68丙烯四氯乙烯乙炔芳香烃甲苯8类别目标组分平均值/(μgm³)芳香烃乙基苯3-乙基甲苯(间甲乙苯)1,3,5-三甲苯1,2,4-三甲基苯1,2,3-三甲基苯1,2,4-三氯苯8.044.355.19芳香烃分萘甲基叔丁基醚氟利昂11二硫化碳四氯化碳3.1.2VOCs主要成分占比及时间分布特点平阴县环境监控站采样点c处监测采样结果如下图3.1所示。烷烃类烷烃类烯烃类炔烃含氧组分其他由图3.1可知，济南平阴县采样点采样VOCs主要成分为烷烃类占比47.37%,其次为9芳香烃占比28.88%。其他组分占比11.23%。烯烃类占比7.96%。其中占比最多的烷烃主要3.1.3特征比值分析(1)B/T(苯/甲苯)比值分析有关研究表明：空气中甲苯及其他物质主要来自机动车不苯和甲苯特征浓度比B/T则广泛用来指示空气芳香烃来源。当B/T约为0.5时，交通源是城市环境空气芳香烃主要来源，一定程度上可以看出B/T越高表明可能受到石油化工，济南平阴县化石燃料燃烧等因素影响(邓家豪苏嘉怡);其中可以表明B/T越小表明除了交通源之外还存在涂料使用，溶剂挥发使芳香烃物质向环境空气迁移等问题。采样点B/T比值为0.8位于0.5附近，故采样点芳香烃主要来源为交通源。(2)机动车尾气特征因子分析也受到汽油蒸发、溶剂和油漆使用影响。国控点采样点c中甲苯/乙烯为1.48,说明主要受二烯的比值为0.525接近机动车尾气排放的异戊二烯/1,3丁二烯比值(0.3~0.5),表明济南3.2.1代表区域的确定及概况分别在医药制造业以及印刷和记录媒介复印业企业a位于平阴县孝直镇友谊街道，制药企业b位于平阴县观水村，实地调研后整理得到下表数据(余佳琪叶思宇何俊)。序号内容结果制药企业b1工业生产总值(千元):2有/无锅炉：有无3有/无工业炉窑：无无4是否有液体罐装/装载：无有序号内容结果制药企业b5含挥发性有机物原辅料使用情况：有有6溶剂型油墨溶剂型除油剂乙醇7(吨/年):89有有选取的油墨印刷企业a、制药企业b年均分别使用含挥发性原辅材料277吨、520吨。3.2.2代表企业产生VOCs的主要工艺(1)某油墨印刷企业a括VOCs及颗粒物等，颗粒物主要产生于平版印刷(2)某制药企业b根据生态环境部大气环境司编制的《制药工业挥发性有机物治理制药企业a的VOCs排放环节图如下图3.2所示。干燥3.3.1油墨印刷行业代表企业(1)100%检出率的VOCs成分在济南平阴县地区采样点a所采集的10个样品中，100%检出率的VOCs成分结果总结如表3.3,检出率达到100%的有39种成分，其中烷烃类别成分最多达到21种、其次是芳香烃和烯烃各7种。类别目标组分乙烷丙烷正丁烷-18.19%正己烷1,1-二氯乙烷2-甲基已烷(异庚烷)-2.19%类别目标组分平均值/(μg●m³)检出限3-甲基已烷1,2-二氯乙烷1,2,4-三氯苯二氯甲烷乙烯丙烯2.436.270.740.320.690.12-3.39%-4.43%-21.56%1-丁烯异戊二烯六氯-1,3-丁二烯苯乙基苯0.73%0.70%芳香烃苯乙烯萘甲苯-3.23%乙炔二硫化碳乙酸乙酯四氯化碳(2)VOCs主要成分占比在采样点a采样的VOCs的主要成分是烷烃，占49.46%,芳烃占28.57%。其他成分占14.76%。烯烃占6.67%。其中占比最多的烷烃主要成分为正己烷、二氯甲烷、2,2-二甲基丁烷其浓度从高到低依次为32μg/m³、19.25μg/m³、15.50μg/m³。芳香烃中主g/m³。而烯烃中浓度最高的为丙烯其浓度为5.02μg/m³(杨子轩黄雨萱周俊，2021)。a点VOCs成分质量分数烷烃类其他烯烃芳香烃炔烃图3.3采样点a处的VOCs主要成分类别质量分数占比3.3.2制药行业代表企业(1)100%检出率的VOCs成分在济南平阴县地区所有取样中，100%检出率的VOCs成分结果总结如表3.4,检出率达到100%的有42种成分，其中烷烃类别成分最多达到19种、其次是芳香烃11种。表3.4采样点b100%检出率的VOCs成分类别目标组分平均值/(μgm³)检出限乙烷丙烷异丁烷正丁烷氯甲烷2,2-二甲基丁烷二氯甲烷2-甲基戊烷-18.19%正己烷2,4-二甲基戊烷2-甲基已烷(异庚烷)2,3-二甲基戊烷-2.19%类别目标组分平均值/(μg●m³)检出限3-甲基已烷1,2-二氯乙烷乙烯丙烯-5.30%-3.39%-4.43%-10.74%1-丁烯六氯-1,3-丁二烯苯1,4-二氯苯0.70%-1.97%-1.13%芳香烃1,2,3-三甲基苯1,3-二乙基苯1,4-二乙基苯1,2,4-三氯苯萘甲苯0.350.540.553.898.89-4.15%-0.95%四氢呋喃丙酮乙炔氟利昂11乙酸乙酯四氯化碳可知，在采样点b采样的VOCs中，烷烃占48.52%,其次是含氧成分，占16.63%。芳烃占16.01%。其他类占比11.89%。可知，济南平阴县地区占比最多的烷烃主要成分为2,采样点b占比最多的成分为丙酮，其平均浓度为47.12μg/m³。第4章主要污染防控措施我国VOCs控制工作的政策体系已初步形成，并具有一定的可操作性。但是在政策层面还需进一步完善。表4.1总结了现行相关政策及存在的主要问题，以及依据具体问题提现行主要政策体系(国家层面)1.《打赢蓝天保卫战三年行动计划》(国发〔2018〕22号)知》(环办监测函[2018]123号)3.《挥发性有机物无组织排放控制标准》GB37822-2019合治理方案》环大气〔2019〕53号准GB37823-20197.涂料、油墨及胶粘剂工业大气污染物排放标准GB37824—1.大气污染联合防治协同机制还不健全。VOCs控制的原料及产品质准还是空白；各地方缺乏统一的评价标准以及涉及VOCs排放污染源的废气收集规范和评价技术规范等。3.很多政策没有形成长效机制。4.相关行业的VOCs排放系数不全，缺乏精准的VOCs源排放清单。5.部分政策法规操作性不强，实施和监督起来比较困难。1.建立统一规划、统一监测、统一大气污染联防联控工作机制。2.完善标准体系建设，加强典型行业VOCs排放成分谱研究，甄别建立VOCs成分谱采样/分析标准和指南；建立和发布市场主流的3.建立长效控制机制文件，依据区4.完善相关行业的VOCs排放系数，鼓励建立分物种的VOCs源排放清单。针对移动源是济南平阴县域VOCs的主要来源以及臭氧污染防控的重点污染源，依据相关政策，在平阴县实地调研与文献资料的基础上，依据存在的主要问题提出了如下措施(1)建议制定限牌摇号政策，控制市区的机动车保有量增速，鼓在油枪自动关停后凑整现象，部分存在油气回收设施破损、管不到位。防控意识不强：臭氧污染及VOCs的危害性不了解、相关(3)改进发动机燃烧技术，提高三元催化转化效率，积极推进燃(1)根据国家相关标准规定，对加油站和储油库的油气回收设施运行情况开展监督性抽测，对大气污染防治象较为突出区域加大抽测力度。对抽测不符合国家标准要求的，督促企业限期整改(郑明达马嘉，2022)。(2)出台鼓励夜间加油的奖助措施，对夜间加油的司机赠送汽车用品的鼓励措施，并对夜间加油业绩好的加油站给与奖(3)督促济南平阴县地区辖区年销售汽油量大于5000吨的加油站(4)济南平阴县地区加强监督管理，组织开展汽修、露天喷涂、油罐车、加油站集气罩等进行巡查，严格机动车排放检验制度，建立机动车排放检验、维修信息共享和核查机制。其中可以表明推广利用固定式及移动式遥感监测设备(胡晨希高子涵)。(5)建立LDAR管理平台，定期调度LDAR实施情况。(1)制作手册，将臭氧及挥发性有机物综合治理知识、挥发性有机物治理手册、挥发性有机物现场检查指南以及相关法规、标准、政策汇编成册，为推进治理工作提供服务。(2)开展培训工作，加强技术指导，组织开展相关排放标准解读、“四张清单”填报和管理能力培训。通过对平阴县域代表企业的现场实际调研，发现平阴县部分企业VOCs治理设施形同虚设；台账缺失或者记录不全(周欣怡徐雨婷蔡泽，2021);废气收集系统不规范，收集效率达不到要求，主要表现为电机功率小、线路太长、集气等；其中可以表明VOCs治理设备套用现象严重，针对性弱，治理效果不满足要求等，依据相关政策，以制药与油墨印刷行业为代表，总结如下重点行(1)源头控制措施生产工艺：使用非卤代烃和非芳香烃类溶剂，:生产水基、乳液、颗粒产品。采用生物酶法合成技术。使用低(无)VOCs含量或低反应活性的溶剂。生产设备：常压带温反应釜上配备冷凝或深冷回流装置回收，减有机物料的损耗，不凝性废气有效收集至VOCs废气处理系(2)污染源控制措施储存：依据储存物料的真实蒸气压选择适宜的储罐罐型。济南平阴县地区含有VOCs物质的容器或包装袋存放在室内或有雨棚、遮阳篷或防入侵设施的用密闭容器和罐车。粉状、颗粒状VOCs物料必须采用气力输送设备、管状皮带输送机、料装置反应器，有效捕集VOCs易发生固体物料。废水：济南平阴县地区化学药品原料药制造、兽用药品原料 (重点地区增加生物药品制品制造和药物研发机构)的废水应采用密闭管道输送；如采用沟渠输送应加盖密闭。相应的废水储存和处理设施，在曝气池及其(1)源头控制措施推广使用VOCs含量低的绿色原辅材料和先进的生产工艺和收集，优化干燥工艺，建立最终处理措施，实现全过程；包装印刷行业的VOCs控制。对于塑料软包装、纸制品包装等，提倡使用柔版印刷等低(无)VOCs印刷工艺。塑料软包(2)污染源控制措施在转运和贮存等方面应采取密闭措施以减少无组织排放。对于干燥过应对措施为研究对象，通过收集环境状况公报及全国第二次方式分析平阴县域存在的主要空气环境质量问题；通过对各源(工业源、移动源、生活源等)、各街道、各行业、各企业的大气污染物排放情况进行数据处理，得出VOCs的排放源清单，在此基础上，进行现场采样。最后结合现有政策体系，空气质量问题的措施和建议，主要从健全法规政策及完保意识及技术能力、强化监督监测执法、加强工艺过程管理及控制、清洁生产及源头预防技术等方面，对重点源及主要污染物实施优先及精准控制的具体措管控力度逐年加大，很多加油站在限期整改，很多突击检查行动在全市铺开，相信S的天[1]黄亮.我国臭氧污染特征及现状分析[J].环境保护与循环经济，2014,34(5):64.[2]张晓雯王文杰.济南市机动车尾气VOCs和颗粒物排放特征研究[D].武汉：华中科技大学，2022.[3]李佳琪刘旭阳.2016-2017武汉市四季臭氧污染特征及其与前驱污染物的相关关系[D].南京：南京信息工程大学，2023.[4]陈思宇.济南城区秋季大气挥发性有机物污染特征及部分物种来源的初步分析[J].环境监测管理与技[5]WangZS,WangHY,ZhangL,etal.CharactmultisiteobservationsinHebeiprovinceinthewarm[6]杨子轩黄雨萱周俊.基于PMF量化工业排放对大气挥发性有机物(VOCs)的影响：以南京市江北工业Baoji,northwesternChina[J].ScientificReports.2017,7:9979.complex:Spatiotemporalvariation,sourceapportionmentandhealthrisk[J].Environmental240:95-104.[9]DumanogluY,Karam,AltiokH,etal.Spaorganiccompounds(VOCs)inaheavilyindustrializedregion[J].AtmosphericEnvironment,2014,98:168-178.[10]Buzcu-GuvenB,FraserMP.ComparisonofVOC