吴中区工业挥发性有机物排放特征研究

秦惠平，李 新

（1.苏州市吴中区环境保护局，江苏 苏州 215128；2.苏州科技大学 环境科学与工程学院，江苏 苏州 215009）

大气污染排放源清单是识别大气污染物来源、利用空气质量模型开展区域大气污染形成机制、预报预警和污染控制研究的重要基础数据，它对于了解某一地区的空气污染状况和预测未来的污染趋势有着重要的作用[1-6]。因此，要掌握吴中区大气污染的主要成因，并改善吴中区大气环境质量，亟需开展大气污染源清单调查。而工业大气污染源具有排放量大、种类多、成分复杂、危害严重等特性[7]，故开展工业大气污染源排放清单调查，摸清全区工业废气排放状况，建立全区工业大气污染源清单数据库，已成为当下做好大气污染防治的重要的基础性工作。

目前对VOCs的调查研究大多以国家和城市为尺度[8-11]，而在小尺寸区域的研究比较少，实际上在有工业区的小尺寸区域内，工业源VOCs排放特征更为复杂，对区域空气质量和居民健康影响更大。

吴中区是苏州市工业比较集中的地区，由于工业企业的快速发展，工业生产过程中排放的VOCs也逐年增加，引发了光化学烟雾、灰霾等区域性大气复合型污染。笔者通过对吴中区VOCs排放现状的调查与问题分析，为后续空气质量模式模拟提供数据基础，为区域大气环境质量改善的政策制定和环境管理提供技术支撑。

1 材料方法

1.1 材料来源

该研究按照工业VOCs的产生环节，根据含VOCs产品的储存、运输和营销环节，以VOCs为原料的工艺过程环节和含VOCs产品的使用过程环节，结合吴中区污染源普查及工业行业结构，选取了企业规模较大、溶剂使用量较多、VOCs排放量相对较高、信访投诉相对突出的重点企业339家（如图1所示），作为吴中区VOCs排放源清单调查对象，调查基准年限为2012-2013年，调查区域基本覆盖整个吴中区，包括辖区内13个镇（区）或街道地区，行业包括化工（包括注塑、造粒、化纤等行业）、电子、电厂、水泥、砖瓦炉窑、石灰、有色金属、皮革、纺织、涂装、印刷与包装、人造板制造、食品、其他（建材及其他）等14大门类。

图1 吴中区VOCs排放企业分布图

1.2 数据分析

污染物排放因子是指在正常技术经济和管理等条件下，经污染控制措施消减后或未经消减直接排放到环境中的污染物总量与产品产量或资源消耗量之间的比值，即生产单位产品或消耗单位资源所排放的污染物的量[12]。该研究数据采集方法除电子行业（由于无VOCs排放系数可查）采用质量守恒法估算外，化工、纺织印染、包装印刷及表面涂装等行业主要采用排放因子法估算VOCs的排放量。排放因子法估算公式为

式中：Ei，j为VOCs排放量，单位根据不同源类别确定；i、j分别为排放源序号和源类别；Ai，j为排放源的活动水平数据（其中石化、医药行业为产品产量，包装印刷、塑料制品、金属制品、电子元器件及电子产品制造、表面涂装等为有机溶剂使用量）；EFi，j源排放因子根据不同源类别确定（参考《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南（试行）》）。

2 研究结果

2.1 工业源VOCs排放不同行业分布特征

根据对吴中区339家企业所排放的大气污染物数据调查统计，年排放SO2、NOx、VOCs、颗粒物、PM10和PM2.5分别为 2 381.7 t、1 935.0 t、3 413.7 t、5 091.2 t、4 327.5 t和 2 287.7 t。 皮革和化工产业是 VOCs 的主要排放来源，排放量分别为1 274.0 t和1 039.1 t（见表1）。

表1 各行业大气污染物排放量 单位：t

从行业类型来看，基本上所有行业都有VOCs的排放，皮革行业是VOCs排放的重要来源，占37.32%，同时化工也是VOCs主要来源之一，占到30.44%，而纺织、涂装、电子、印刷与包装等行业也有相当量的VOCs排放，分别占11.22%、6.71%、3.24%和2.53%（见图 2）。 电厂的SO2排放量最大，占到总量的83.00%，然后依次是砖瓦炉窑、化工、纺织、水泥和涂装等行业，其余行业SO2的排放量忽略不计。NOx在各行业的排放规律与SO2排放规律类似，电厂占NOx排放量的83.03%，然后依次为砖瓦炉窑、纺织、化工等行业。与VOCs一致，基本所有行业都有颗粒物的排放，其中以混凝土为主的水泥行业是颗粒物首要来源，占到39.37%，其次为化工行业，占到29.84%，而其他类、电厂和纺织也有相当量的颗粒物排放，分别占到14.49%、6.19%和5.59%。

图2 吴中区各行业企业VOCs排放所占比例

2.2 工业源VOCs排放区域空间分布特征

按照重点片区，将吴中区分为东部片区、中部片区、西部片区及沿湖其他片区，各片区大气污染物的排放特征及分布比例见表2。

表2 大气污染物区域空间分布特征

从区域空间分布来看，东部片区皮革行业产量较大、相应污防设施不到位，而纺织印染等行业企业数也相对较多、企业规模较小、废气处理设施欠缺，导致VOCs污染物排放贡献量大，VOCs、SO2、NOx排放的污染物占比较大，分别占到全区的52.96%、46.81%、49.29%；中部片区VOCs排放位居第二，而由于混凝土类的水泥产业密集，颗粒物排放贡献较大，占到全区的40.02%；西部片区各类污染物排放占比相对较小。

2.3 确定重点控制区域及行业

根据对各行业、各区域以及区域内部的大气污染物浓度贡献的统计与特征分析，对吴中区各行业、各区域对大气污染总量贡献率超过30%的污染来源视为较大污染源，根据统计结果（见表3），VOCs重点控制行业为皮革和化工，SO2、NOx重点控制行业为电厂，颗粒物重点控制行业为水泥。按照区域来分，VOCs重点控制区域为东部片区，SO2重点控制区域为东部、中部片区，NOx重点控制区域为东部片区，颗粒物重点控制区域为中部片区。东部、中部片区是吴中区大气污染源首要控制的区域，而化工、皮革和电厂是吴中区大气污染的主要控制行业，VOCs及颗粒物是吴中区大气污染的主要控制因子。

表3 大气污染重点控制行业及区域

3 结语

该研究针对吴中区工业大气VOCs污染源现状，对该区域的大气污染源清单进行编制并对其排放特征进行了相关的研究，对弄清吴中区范围内的VOCs大气污染状况和更准确地治理该区域工业大气VOCs污染源具有重要的意义。

该研究调查统计数据仅限于收集统计的上述各镇区339家企业所排放的大气污染物数据，分析结果可能有一定的局限性与不确定性。由于VOCs污染源来源广泛，一方面要进一步扩大工业VOCs排放污染源调查范围和调查的企业数量、进一步完善填报的基础数据，另一方面应同步调查面源（包括农业农村面源、餐饮油烟、流动摊贩等）以及流动源（包括汽车尾气排放、来往船只等）的VOCs排放源，才能准确作出吴中区VOCs污染排放综合清单，为VOCs污染治理提供基础。