受控消耗臭氧层物质生态环境损害鉴定评估方法对比

章一丹，徐灏龙，许丽丽，陈 冉

（1.浙江省生态环境科学设计研究院，浙江 杭州 310007； 2.浙江省环科院环境损害司法鉴定所，浙江 杭州 310007； 3.浙江省环境污染控制技术研究重点实验室，浙江 杭州 310007）

0 引言

2021年6月17日，中国政府根据 《〈关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书〉 基加利修正案》，将氢氟碳化物（HFCs）纳入《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》管控范围。 HFCs 是消耗臭氧层物质（ODS）的常用替代品，虽不是ODS，但HFCs 属于温室气体，具有高全球升温潜能值（GWP）[1-2]。 受控消耗臭氧层物质特性逐步从高消耗臭氧潜能值 （ODP） 转为高全球升温潜能值（GWP），因此，严控消耗臭氧层物质将助力我国实现碳达峰、碳中和目标[3]。

2017年12月，中央办公厅、国务院办公厅联合印发《生态环境损害赔偿制度改革方案》，在全国试行生态环境损害赔偿制度，以破解 “企业污染、群众受害、政府买单”困局。 2022年5月，生态环境部等14 家单位联合印发《生态环境损害赔偿管理规定》，指导改革步入常态化实施。近期，生态环境部部署开展全国消耗臭氧层物质执法专项行动，某保温材料有限公司污染环境案成为全国首例因违法使用受控消耗臭氧层物质（ODS）被判处实刑的污染环境刑事和民事公益诉讼案件，入选2020年最高人民法院环境资源十大年度典型案例，并在联合国环境规划署网站刊登[4]。

受控消耗臭氧层物质的生态环境损害鉴定评估方法和实例鲜有报道。 大气环境损害鉴定评估常采用虚拟治理成本法，主要基于排放前污染物的治理水平来表征其环境损害，但无法真实反映其排放后对环境的损害后果； 替代等值分析法将恢复行动所产生的环境价值贴现与受损环境的价值贴现建立等量关系，相对更贴近损害后果。 因此，通过分别采用虚拟治理成本法和替代等值分析法对三氯一氟甲烷（CFC-11）的生态环境损害进行研究对比，以期为具有不同ODP 和GWP 特性受控消耗臭氧层物质的生态环境损害鉴定评估提供参考。

1 案件基本情况

2019年7月9日，环境执法人员检查某保温材料有限公司时发现，该企业存在使用CFC-11生产组合聚醚保温材料的违法行为。 该企业自2017年申报“年产4 000 t 聚氨酯硬泡组合聚醚保温新材料项目”投产至2019年7月9日，违法购买使用CFC-11 共计36 批次849.5 t，违法加工出售的聚氨酯硬泡组合聚醚（或称白料）约2 500 t。该企业共有4 个反应釜（1 个体积为20 m3，2 个体积为10 m3，1 个体积为5 m3），反应釜单次生产周期约2 h。 在常温常压下进行生产，首先将聚醚多元醇、有机硅泡沫稳定剂、发泡剂（141b）、聚酯多元醇、甘油等混合（质量比为40 ∶2 ∶1 ∶30 ∶1）后，由抽料泵吸入搅拌釜内搅拌30 min 成产品后进行检验，合格产品置于桶内存放24 h 后再次检验合格后出库。

该企业环评获审批的发泡剂为141b（一氟二氯乙烷），实际使用的是CFC-11。其主要原辅料实际消耗统计见表1。

表1 主要原辅料实际年消耗统计t

2 生态环境损害鉴定评估研究分析

2.1 污染物性质

受控消耗臭氧层物质属有害物质[5]，三氯一氟甲烷为第一类全氯氟烃（氯氟化碳），代码为CFC-11[6]。 其在危化学品目录中序号为1859，CAS 编号为75-69-4，危险品标识为Xn 和N，分别表示有害物质和危害环境物质。 其主要用于制作制冷剂、发泡剂、清洗剂等。 按照《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》规定，自2010年1月1日起，CFC-11 除特殊用途外应全面禁止生产和使用。

在大气中CFC-11 仅以气态形式存在，其在对流层中非常稳定，半衰期为52 ～207年。 可扩散到地球各个部位，甚至可扩散到同温层中进行光化学降解，产生氯原子并以催化分解的方式破坏臭氧层[7]。

2.2 污染物排放数量

该企业共计使用849.5 t CFC-11，折算成体积为571.28 m3。

由于该企业现场无废气处理设施，故采用固定顶罐呼吸排放模型鉴定评估污染物排放数量[8]。根据CFC-11 的特性，优化公式为：

式中：LW为固定顶罐的工作损失，kg/m3；M 为储罐内蒸气的相对分子质量，取137.37；P 为在大量液体状态下真实的蒸气压力，Pa，取88 900；KN为周转因子（无量纲），取值按年周转次数（K）确定。

经计算，该企业CFC-11 的总排放量为3.05 t。

2.3 环境损害确认

基线的确定方法主要包括历史数据、 对照数据、标准基准、专项研究[9]。 自2010年1月1日起，CFC-11 除特殊用途外，已被全面禁止生产和使用。 故近3年内，该评估区域无企业使用该产品，理论上空气中不含有CFC-11，也无历史数据。因此，本案以CFC-11 的检出限推算基线水平，测定CFC-11 的方法检出限为0.2 μg/g[10]，由此推算出基线水平为6.67 mg/m3。

因CFC-11 排放浓度无实测数据，故本案采用通过最小排放浓度理论计算与基线水平对比进行环境损害确认。 最小源强根据反应釜单批次投加量除以单次生产周期计算；最大产气量根据固定顶罐（无外保温）废气产生气量估算表确定。

该企业一台5 m3反应釜工作时，CFC-11 的用量为0.625 t/次，排放量为2.24 kg/次，生产周期约2 h/次，最小排放源强为1.12 kg/h。 企业所有拱顶罐罐体的总体积约53.5 m3，根据固定顶罐（无外保温）废气产生气量估算表，该企业罐体的最大产气量约500～1 200 m3/h。

经计算，该企业CFC-11 的最小排放质量浓度为933 mg/m3，超出了基线水平（6.67 mg/m3），环境损害可以确认。

2.4 生态环境损害实物量化

因国内暂无CFC-11 排放相关标准，故参照前苏联CH 245—71《居民区大气中有害物质的最大允许浓度》，“氟利昂-11” 的最大允许质量浓度为100 mg/m3，其昼、夜质量浓度均值为10 mg/m3。

采用Aerscreen 模型对生产过程中排放的CFC-11 废气进行落地浓度分析[11]。 最大源强取值为10.10 kg/h。 排放高度按照厂房高度，最低风速采用近似无风条件，取0.1 m/s。该企业CFC-11 落地质量浓度分析结果见表2。

表2 CFC-11 落地质量浓度

由表2 可以看出，在距离污染点47 m 处，CFC-11 废气的落地质量浓度最大值为15.47 mg/m3；对照基线水平（6.67 mg/m3），在距离污染源约1 ～ 275 m范围内，CFC-11 的落地质量浓度高于基线水平，累计造成体积为4.57×108m3空气中CFC-11 含量超过基线水平； 在距离污染源约10～110 m 范围内，CFC-11 的落地质量浓度大于10 mg/m3，超出前苏联CH 245—71《居民区大气中有害物质的最大允许浓度》 的规定，累计造成体积为3.05×108m3空气中CFC-11 含量超过上述排放标准。

2.5 生态环境损害价值量化

2.5.1 选择量化方法

本案污染物排放事实明确，但CFC-11 排入空气后已稀释扩散，难以通过修复或恢复工程完全恢复，宜采用虚拟治理成本法评估其生态环境损害[12-14]。 虚拟治理成本法主要基于排放前污染物的治理水平来表征其环境损害，但无法真实反映其排放后对环境的损害后果； 而替代等值分析法可将恢复行动所产生的环境价值贴现与受损环境的价值贴现建立等量关系，相对更贴近损害后果，因此，可采用替代等值分析法进行对比研究。

2.5.2 基于虚拟治理成本法鉴定评估研究

2.5.2.1 治理方法

由于处理CFC-11 废气的研究鲜有报道，而目前治理同类废气主要以活性炭吸附为主，故选择活性炭吸附治理方法。

2.5.2.2 吸附塔设计风量

活性炭吸附塔设计去除率为90%，采用三级吸附对CFC-11 进行收集处理，在理想状态下三级吸附的设计去除率为99.9%。 为保证废气得到充分收集，并保证CFC-11 废气排放达标，本案该项目设计风量应不低于1 515 m3/h。

2.5.2.3 治理成本

（1）活性炭用量及采购费用

黏胶基活性炭纤维对CFC-11 的吸附容量为0.788 g/g，全床层的饱和度为65.47%[15]。 常规活性炭对于CFC-11 的吸附能力，采用质量分数中间值约250 mg/g 进行计算[16]。 按照三级吸附设计，每一级的吸附率按90%计[17]。 经计算得出吸附塔活性炭用量见表3。

表3 吸附塔活性炭用量kg

市场上常规活性炭价格为5 900 元/t，则其采购费用为10.36 万元。

（2）废活性炭处置费用

吸附饱和后的废活性炭需按照工业危险废物处置，处置价格为3 500 元/t。 吸附后废活性炭的总质量为20.61 t，综合考虑再生利用价值后的处置费用为7.21 万元。

（3）设备折旧费用

活性炭吸附废气处置设备的成本费用为10万元/套，安装费和调试费用按照设备成本的10%计算，设备成本为11 万元。 设备按照8 a 折旧，排放CFC-11 时间共计1.67 a，由此计算出设备折旧费为2.29 万元。

（4）日常运行费用

日常运行费用（包括人工、电费、维护费等）约3.00 万元/a，由此计算出1.67 a 的日常运行费用为5.01 万元。

（5）治理成本

经计算，治理质量为3.05 t CFC-11 的费用为24.87 万元。

2.5.2.4 生态环境损害价值量化

环境空气敏感系数见表4[18]。

表4 环境功能敏感系数

根据企业环境影响报告书及所在区域执行GB 3095—2012《环境空气质量标准》的二级标准，选择环境功能敏感系数为3。 经计算，基于虚拟治理成本法的生态环境损害值为74.64 万元，折合成CFC-11 约24.48 万元/t。此鉴定结论已被法院采信。

2.5.3 基于替代等值分析法鉴定评估

CFC-11 的100 a 全球升温潜能值 （GWP）为4 750，其排放造成的温室效应是二氧化碳的4 750倍。根据上海环境能源交易所的发布数据，截至今年，全国碳市场碳排放配额（CEA）累计成交量为2.30 × 108t，累计成交额为1.05 × 106万元（平均碳排放配额成交价为45.6 元/ t）。

基于替代等值分析方法，以平均碳排放配额成交价计算，3.05 t CFC-11 造成的生态环境损害值为66.06 万元，折合CFC-11 为21.66 万元/t。

2.5.4 虚拟治理成本法和替代等值分析法对比

采用虚拟治理成本法评估得出生态环境损害值为74.64 万元，折合CFC-11 为24.47 万元/t；采用替代等值法评估得出生态环境损害值为66.06万元，折合CFC-11 为21.66 万元/t； 两者相差11.5%。

CFC-11 的消耗臭氧潜能值（ODP）为1，通过虚拟治理成本法计算结果反算，ODP 对应的生态环境损害值为24.48 万元/t；100 a 全球升温潜能值（GWP）为4 750，GWP 对应的生态环境损害值为45.6 元/t。

以上评估数据和方法可为ODP 和GWP 代表的生态环境价值换算及具有不同ODP 和GWP 的受控消耗臭氧层物质的生态环境损害鉴定评估提供参考。

3 结论

（1）CFC-11 属受控消耗臭氧层物质，故为有害物质，排放CFC-11 将消耗臭氧层、改变大气环境和造成生态环境损害。

（2）某保温材料有限公司非法购买使用849.5 t CFC-11。 经计算，排入空气环境的CFC-11 质量为3.05 t 。CFC-11 的最小排放质量浓度为933 mg/m3，累计造成体积为4.57 × 108m3空气中CFC-11 质量浓度超过基线水平（6.67 mg/m3）。

（3）采用虚拟治理成本法评估其生态环境损害值为74.64 万元，折合ODP 为24.48 万元/t；采用替代等值法评估其生态环境损害值为66.06 万元，折合GWP 为45.6 元/t。

（4）CFC-11 在聚氨酯生产过程的作用是发泡剂，其半衰期为52 ～207 a，远超其产品使用寿命；其生命周期包括白料生产、聚氨酯硬泡生产、成品使用和弃置回收4 个阶段，每个阶段均存在释放进入空气环境并造成生态环境损害的风险。