南京VOCs排放的臭氧生成潜势（OFP）分析与VOCs控制措施研究

王庆九+谢放尖+杨峰+李洁

摘 要：南京市是东部地区发达的工业城市，工业类别包括钢铁、化工、汽车、医药、包装印刷等众多行业，每个行业所释放的VOCs的化学组分、物理特性各异，VOCs排放的臭氧生成潜势也各不相同。该研究从分析南京市VOCs排放的大气氧化活性出发，分析VOCs各组分生成臭氧的能力，并寻找VOCs的控制措施与策略。

关键词：VOCs；臭氧生成潜势（OFP）；控制措施

中图分类号 X515 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）23-0086-2

1 前言

VOCs在光照下能与氮氧化物发生光化学反应，形成光化学烟雾，影响大气能见度、危害人和动物的健康[1]；光化学反应所生成的臭氧是我国东部地区主要的大气污染因子之一。控制与削减臭氧已经成为这些城市环保部门的重点工作。南京市是东部地区发达的工业城市，工业类别包括钢铁、化工、汽车、医药、包装印刷等众多行业，每个行业所释放的VOCs的化学组分、物理特性各异，不同的VOCs化学组分、物理性质各异，排放到大气中参与反应的活性也不尽相同。VOCs排放的臭氧生成潜势（Ozone formation potential，以下简称OFP）能够用来评估VOCs排放在大气中参与反应生成臭氧的潜力，并为VOCs控制措施的制定提供一定的指导意见[2]。本研究从分析南京市VOCs排放的大气氧化活性出发，分析VOCs各组分生成臭氧的能力，并寻找VOCs的控制措施与策略。

2 VOCs排放的大气氧化活性

各組分VOCs排放的臭氧生成潜势由该组分的排放量乘以相应的最大增量反应（Maximum incremental reactivity，MIR）因子[3]得到，如下式所示：

式中：OFPi，n表示排放源i排放的组分n的臭氧生成潜势；Ei表示排放源i的VOCs排放量；MIRk表示组分n的MIR值（g-O3/g-VOCs）。

3 南京VOCs排放分部门臭氧生成潜势（OFP）

2014年南京市各类污染源VOCs排放的OFP总量为39.7万t，详见图1。工业过程源排放OFP值为18.6万t，贡献百分比为46.8%；溶剂产品使用源、移动源OFP值分别为12.8万t、5.8万t，贡献百分比为32.3%、14.6%。

工艺过程源各子部门VOCs排放量及OFP见图2。炼油和化工是OFP最高的子部门，OFP值为13.4万t，占工艺过程源的67.8%；其次是钢铁冶炼（5.1万t，25.8%）。

4 VOCs排放分组分臭氧生成潜势（OFP）

2014年南京市VOCs臭氧生成潜势总量为36.75万t。OFP最高的26种组分如图3所示。这26种组分的OFP值占所有组分（516种）的80%。OFP最高的物种丙烯（4.38万t，12.0%），其次是乙烯（4.20万t，11.5%），再次是甲苯（3.33万t，9.1%）。烯烃对OFP的贡献达40.3%，其后是苯系物和烷烃，贡献分别达到了35.0%、13.6%。由图3可见各组分的排放量和其OFP高低次序有较大差异，因此在制定VOCs控制措施时不能只考虑VOCs排放量，同时也应对排放的反应活性进行评估才能取得较好的投入/环境效益比率。

5 VOCs污染防治措施及对策

根据南京市挥发性有机物排放特征以及臭氧生成潜势分析，VOCs污染防治措施与对策如下。

5.1 加强石化企业VOCs排放控制 加强石化生产过程、原料油和有机溶剂输配及储存过程的全过程控制。对工艺单元排放的尾气进行回收利用；针对储存和运输过程，建议严格对储存和接卸设备的要求，并对储罐排气进行回收处理，建立油气回收系统等。加强石化企业厂界等VOCs在线监测，并与环保部门联网。

5.2 积极推进表面涂装业VOCs排放控制 针对表面涂装提出具体排放限制要求及控制措施建议，积极推进汽车制造、船舶制造、集装箱、电子元器件、电子设备、电线电缆、家具制造等行业表面涂装工艺VOCs污染控制；逐步提高水性等低VOCs含量涂料的使用比例，优化喷漆工艺与设备；配备VOCs废气收集系统，安装高效处理设施。

5.3 加强包装印刷VOCs排放控制 通过调整原料配方或采取环保产品替代降低包装印刷行业VOCs排放；同时，通过改进工艺技术，推进水性柔性版印刷、无水胶印、数字印刷等清洁生产技术设备，以及采用密封的储存溶剂设备、溶剂管道输送系统、自动油墨传送系统、润版液循环净化系统和自动清洗系统以提高设备部件的自动化和密封。

5.4 加强化工企业及化工园区VOCs排放控制 建议通过提出VOCs重点整治企业名录及年度整治计划和实施方案，推进企业提高工艺和装备水平，确保VOCs排放达到国家及地方相关标准和规定要求，建立企业VOCs处理装置监控方案及污染治理绩效档案，化工园区基本建成VOCs监控预警和应急体系。

6 结语

根据对南京VOCs臭氧生成潜势的分析，VOCs污染防治重点应以石化、表面涂装、包装印刷等行业及化工园（集中）区VOCs排放企业为重点，所采取的措施与对策也以这方面为重点。

参考文献

[1]Geng F，Tie X，Xu J，et al. Characterizations of ozone，NOx，and VOCs measured in Shanghai，China[J].Atmospheric environment，2008，42（29）：6873–6883.

[2]Zheng J，Shao M，Che W，et al. Speciated VOC emission inventory and spatial patterns of ozone formation potential in the Pearl River Delta，China[J].Environmental Science and Technology，2009，43（22）：8580-8586.

[3]Carter W P L. Development of ozone reactivity scales for volatile organic compounds[J].Journal of the Air and Waste Management Association，1994，44：881-899.

（责编：施婷婷）