谭晓钧,黄晓锋,刘德全
(1.深圳市环境监测中心站,广东 深圳 518049;2.北京大学深圳研究生院,广东 深圳 518055)
干洗使用基本溶剂包括四氯乙烯(VOC)、石油类等,而干洗过程中的VOC对人体健康的影响已倍受关注[1-3]。干洗行业的溶剂测试研究[4-5]和对环境的污染现状调查[6-7]以及替代溶剂的研究[8]方面已有报道,笔者重点对深圳市干洗业污染情况进行全面调查,并确定不同类型的干洗店VOC排放因子。
1.1 干洗企业情况
深圳注册登记的干洗店和干洗厂有1 500家左右,其中80% 以上为干洗衣物收发服务点,并无干洗设备。另外,一些高级酒店也提供干洗业务。深圳市的干洗行业从所有制性质来看,有国有控股、非国有独资、外资、民营和个体。类型可分为大型洗衣厂,中型洗衣厂,小型干洗店,酒店洗衣房等。调查表明,深圳市大中型干洗厂以及酒店洗衣房中的干洗机几乎全部为第三、四代封闭式四氯乙烯干洗机,而小型个体干洗店良莠不齐,第一、二、三代都有,且以石油干洗机较常见。干洗是季节性比较强的行业,呈现“冬暖夏凉”的态势,在深圳每年有6个月以上的时间属于淡季。
1.2 干洗过程VOC排放环节
干洗机产生的VOC污染,主要包括干洗机在干洗过程中的泄漏引起污染和干洗结束后开门取衣时机内气体溢出机外产生的污染。干洗机产生的污染主要包括以下3个方面:(1)干洗机在干洗过程中的泄漏引起污染,包括溶剂泄漏、气体泄漏、残存泄漏。干洗的洗涤、脱水、烘干过程均在机器的封闭状态下进行,但机器会向外界释放四氯乙烯。(2)残存气体污染。干洗机在烘干衣物时在笼内和风道的气流含有大量四氯乙烯,在干衣过程中未能完全把气流中的四氯乙烯回收。开门装、取衣物时,干洗机内部系统与工作环境进行接触,含有四氯乙烯的机内气体会溢出机外产生污染。(3)残渣污染。在干洗溶剂再生、溶剂过滤过程中,衣物带来的绒毛、杂质等会形成干洗残渣。
2.1 国内外的因子估算方法
对于干洗排放的估算,美国环保局(EPA)通常采用以下方法。(1)干洗单位调查法:通过对当地主要的干洗单位类型实地调查来获得排放量,调查的主要内容包括干洗剂种类和消耗情况、排放的控制措施及当地干洗单位总数,从而估算排放量。根据专家齐大同调查的数据,国外干洗1kg衣物用四氯乙烯约20g(欧洲标准要求封闭式干洗机洗涤每千克衣物的四氯乙烯消耗量不超过20g),我国用量仅为17g。另外,中国行业标准《干洗机性能指标》规定,对干洗机的洗剂耗量以每洗涤1kg衣物干洗溶剂的消耗量计,开启式干洗机溶剂耗量应低于8%,对第四代全封闭机应低于3%,对于第五代全封闭干洗机应低于1%。故对于开启式干洗机,回收率为92%,封闭式干洗机可按97%计算。(2)人均排放因子法:根据AP42中已有的干洗业平均工人排放因子、全民人均排放因子,只需获得当地干洗行业职工人数或当地居民数即可估算出排放量。
2.2 本研究的因子估算方法
本研究通过对深圳市大中型干洗厂、小型干洗店和酒店洗衣房等干洗单位的实地调查访问以及与洗衣行业协会的访谈,并结合相关文献的结果,确立了深圳市干洗行业排放估算公式,得到深圳市干洗行业排放量。公式如下:
P排放因子:1台干洗机干洗1kg衣物四氯乙烯消耗量;
Q:平均每台干洗机1年干洗衣物的重量(kg);M:干洗机台数。
本研究通过大量实地调研,在获得大量数据的基础上,根据实际情况,推算出符合深圳现况的干洗业排放因子P:每台干洗机干洗每千克衣物干洗剂消耗量。平均每台干洗机1年干洗衣物的重量Q:通过实地调查,分别得到淡季和旺季每天干洗衣物的重量或件数,其中淡季为8个月,旺季为4个月,2件衣物合1kg,最后得到每台干洗机1年干洗衣物的重量(Q)等于旺季每天干洗衣物的重量乘旺季天数加上淡季每天干洗衣物重量乘淡季天数。干洗机的台数M:通过实际调查得到的数量和调研数量占总数的比例之间的换算,得到深圳市的干洗机台数。
根据实地调查的基础数据,包括每年干洗剂的消耗量和每年每台干洗机干洗衣物的重量,换算出各自的排放因子P,对数据做柱状图以剔除数据异常值,然后对剩余数据求平均值,得出整个行业平均排放因子。
2.3 深圳市干洗行业VOC排放量的估算结果
在结果估算中,将干洗行业分为4类进行估算,分别为酒店洗衣房、大型干洗厂、中型干洗厂和小型干洗店。其中有干洗机的酒店大部分为五星级酒店及小部分为四星级酒店。大型干洗厂主要指投资规模在100万元以上的企业,中型干洗厂主要指投资规模在10万元以上的企业,小型干洗店指投资规模在5万元以上的小店,而投资规模小于5万元的干洗店,几乎都只是代收点,并无干洗设备,因此不做考虑。干洗企业和干洗店的投资规模数据来自深圳市工商信息系统查询结果。
2.3.1 酒店洗衣房
深圳市有五星及准五星级酒店43家,四星及准四星酒店88家。首先经电话访问称有干洗机的,五星级酒店29家,四星级酒店23家,选了其中五星级酒店13家,四星级酒店11家进行实地调研。结果显示,13家五星级酒店都有干洗机,11家四星级酒店只有3家有干洗机。经调查的有干洗机的酒店中,干洗机的数量只有1台或2台这两种情况,其中2台所占比例为25%。按照上面的比例关系推算出,深圳市五星级及四星级酒店有干洗机的共有35家,共有干洗机44台,且都为封闭式。在所调查酒店中,干洗机的容量平均为16kg,平均每台干洗机每年洗12 100kg衣物。根据调查问卷,可分别计算出提供了相关数据酒店的排放因子,使用Excel作柱形图,见图1。根据柱状图,可看出酒店排放因子集中在每千克衣物5.4~100g区间,序列号为14的排放因子数据远高于此区间值,为异常值需剔除。剔除异常数据后,对剩余数据求平均值,可以得到酒店干洗的平均排放因子为35g/kg衣物。由此可对酒店干洗VOC排放量进行估算,估算结果见表1。
图1 酒店干洗排放因子
表1 酒店VOC排放量估算
2.3.2 大中型洗衣厂
深圳市有大中型洗衣厂约45家,实地调查了其中的11家,占总数的25%,其中包括深圳最大的2家干洗企业。这2家企业共有干洗机10台,VOC排放量约为10t/a。对于其他干洗工厂,按调研的样本推算整体样本,中型43家干洗厂,平均每家有2台干洗机,计83台,且都为封闭式,干洗机的容量平均为17kg,平均每台干洗机每年洗27 922kg衣物。根据调查问卷,可分别计算出提供了相关数据的每家干洗厂的排放因子,使用Excel对其他干洗厂的排放因子作柱形图,见图2。根据柱状图,可看出酒店排放因子集中在10~50g/kg衣物区间,序列号为7的排放因子数值远高于此区间值,为异常值需剔除。剔除异常数据后,对剩余数据求平均值,可以得到干洗厂干洗的平均排放因子为26g/kg衣物。由此,可对干洗厂干洗VOC排放量进行估算,估算结果见表2。
图2 干洗厂干洗排放因子
表2 洗衣厂VOC排放量估计
2.3.3 小型干洗店
深圳市有从事干洗的企业和商户1 500家左右。这些小型干洗店80% 以上为干洗代收点。据调查,发现注册资本在5万元以下的干洗店均为代收点,无VOC排放。因此,小型干洗店VOC排放仅计算注册资本在5万元以上的干洗店部分。注册资本在5万元的小型干洗店约有150家,本次调研对其中99家干洗店进行了走访,其中调查了50家。在33份问卷中,有4家干洗店使用四氯乙烯干洗剂,29家使用石油干洗剂。据调查,小型干洗店由于资金和业务量限制,均只有1台干洗机。小型干洗店大部分为石油干洗店,根据调查问卷数据可以分别计算出提供了相关数据的小型干洗店的排放因子,使用Excel对其他干洗厂的排放因子作柱形图,见图3。根据柱状图,可看出小型干洗店的石油排放因子集中在33~200g/kg衣物区间,无异常值出现。对所有干洗店的排放因子求平均值,可得到小型干洗店石油干洗剂的平均排放因子为74g/kg衣物。对于四氯乙烯干洗店,共收到2份有效数据,对此2家干洗店分别计算排放因子并求其平均值,可得小型干洗店的四氯乙烯排放因子为26g/kg衣物,与干洗厂的排放因子相当,比较合理。
由此,根据调研的样本数推算深圳市总体情况,可估算出深圳市约150家小型干洗店的VOC排放量,估算结果见表3。
表3 小型干洗店VOC排放量估计
图3 小型干洗店石油干洗剂排放因子
2.4 深圳市干洗行业VOC年排放总量计算
本研究通过实地调研结果计算得到的深圳市干洗行业各类型企业的排放因子见表4。从干洗剂类型来看,四氯乙烯干洗剂的排放因子较小,这是因为市面上使用的石油干洗机一般为落后的第一、二代开启式干洗机,洗衣完成后干洗油直接排放至大气;而四氯乙烯干洗机一般为第三、四代全封闭式干洗机,干洗油大部分在干洗机内循环使用,排入大气的量很少,因此VOC的排放因子也就较低。从干洗各行业来看,大型干洗厂排放因子最小,中、小型干洗店的排放因子相对较小,主要因为大型干洗厂和中、小型店考虑到成本和效益,一般都是满桶干洗;而在高级酒店由于顾客的需要,存在着半桶干洗,甚至1件衣物洗1桶的情况,使其干洗单件衣物的平均排放因子较高。此外,干洗排放因子也反映了干洗店洗衣成本。小干洗店为了降低成本,可能存在着用水洗代替干洗等假干洗等现象,减少了其干洗油使用量,使其干洗衣物的排放因子降至与大型干洗房相当。
表4 深圳市各类干洗企业VOC排放因子比较
根据深圳市各类型干洗企业的排放量估算结果(表5),深圳市VOC年排放总量约为116吨,其中排放的主要部门是中型干洗厂,其VOC排放量约占总排放量的51%,其余VOC由酒店干洗房和大、小型干洗店排放。深圳市干洗各行业VOC排放比例见图4。深圳市各类干洗企业所占市场份额见图5。
表5 深圳市各类干洗企业VOC排放量估算
图4 深圳市干洗行业VOC排放比例
图5 深圳市各类干洗厂店占市场的比例
从图4、5比较可知,大型干洗厂排放量小而所占洗衣市场份额大,而中小型干洗厂、店排放量大,而效率低,尤其是小型石油干洗店。
3.1 深圳市干洗行业主要由酒店干洗房,大型洗衣厂、中大型洗衣厂和小型干洗店四部分组成。深圳市四星级及准四星级以上的酒店130余家,其中有干洗房的酒店约35家,大部分为五星级酒店。深圳市从事干洗行业的企业和工商户约1 500家,其中大型干洗工厂约45家,具有干洗设备的小型干洗店约150家,其他为衣物代收点。干洗行业季节性变化明显,冬季为旺季,夏季为淡季。
3.2 星级酒店干洗房和大中型洗衣厂的设备较先进,几乎都使用第三、四代四氯乙烯全封闭式干洗机,干洗剂可回收后重复利用;小型干洗店多使用开启式石油干洗机,为第一、二代干洗机。
3.3 根据实地调研获得的数据,计算得到深圳市不同类型干洗企业的VOC排放因子:酒店干洗房为35g/kg衣物,大型干洗工厂为11g/kg衣物,中型干洗工厂为26g/kg衣物,小型四氯乙烯干洗店为26g/kg衣物,小型石油溶剂干洗店为74g/kg衣物。可见,小型石油溶剂干洗店的排放因子最大,应尽快淘汰。
3.4 根据实地调研获得的数据,计算得到深圳市干洗行业VOC年排放量约为116t,其中大型洗衣厂排放量占的比例最小,为9%,中型洗衣厂排放量占的比例最大,为51%;其次是小型干洗店,占24%;再次是酒店干洗房,占16%。由于中小型干洗店总体技术落后,排放量所占比例也较高,应为控制的重点对象。
3.5 其他结论。尽快淘汰开启式干洗机,保留现存的全封闭干洗机,鼓励使用第五代干洗机。规范活性碳更换和处置,规范干洗废渣、废水的处置,定期对干洗店进行环保监察。
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