任峻辰，李建颖

(1.西安市生态环境局高新技术产业开发区分局，陕西 西安 710055；2.西安曲江新区住房和城乡建设局，陕西 西安 710061)

1 引言

西部某高新区(以下简称高新区)内规模以上企业众多，行业涉及半导体、新能源汽车、生物医药等[1]。企业日常生产经营过程中产生的各类大气污染物是当地大气污染的主要来源[2]。当前，夏季臭氧污染已然成为高新区大气环境主要问题之一[3]。臭氧污染能够对人眼及呼吸道产生强烈刺激作用，会对人体健康造成较大危害，因此臭氧污染防治迫在眉睫[4]。

有学者指出，作为近地面臭氧的重要前体物，挥发性有机物(Volatile Organic Compounds，VOCs)污染治理成效将直接影响近地面臭氧污染治理成果[5]。VOCs污染治理首要任务是明确其来源。统计资料表明，在VOCs众多排放源中，工业过程源是大气VOCs污染的最主要来源[6]。

鉴于此，本文通过梳理2021年“夏防期”高新区工业企业VOCs质谱走航监测结果，简要分析了VOCs污染特征及主要来源，在此基础上，结合自身实际工作经验对高新区工业企业VOCs污染防治措施提出了几点建议，希望后续能够为高新区大气污染防治工作提供参考。

2 研究方案

2.1 采样时间及地点

研究于2021年“夏防期”(5～8月份)对于高新区主要工业企业及其周边区域开展VOCs质谱走航监测共计15次。走航方案制定综合考虑了工厂功能区划特点及工业企业分布特征，以实现对重点区域内污染排放情况的全面把握。此外，为尽可能避免外界条件对走航监测结果的影响，监测日期以晴天/多云天为主；单次走航监测时间在3～4 h左右；走航全程走航车速控制在10 km/h左右，如遇到监测峰值，则停车监测5～10 min。

2.2 分析方法

VOCs质谱走航监测系统主要包括监测设备和载具，监测设备选用SPIMS2000单光子电离飞行时间质谱仪(广州禾信)，该设备具有操作简便、样品分辨率高、检测速度快等优点[7]。监测载具为保证机动性则选用移动车辆。

2.3 走臭氧生成潜势

臭氧生成潜势(OFP)是评估VOCs不同组分对近地面臭氧生成影响的重要指标之一，根据OFP分析结果还能够确定VOCs不同组分中臭氧生成优势物种。OFP计算公式如下[8]。

OFPm=VOCSm×MIRm

(1)

式(1)中：OFPm表示污染物m对应臭氧生成潜势对应计算结果；VOCsm表示污染物m对应浓度监测结果；MIRm表示污染物m对应最大增量反应系数[9]。

3 结果分析

3.1 高新区工业企业VOCs污染特征分析

全部15次VOCs质谱走航监测共检出4类26种不同组分，涵盖烷烃类(10种)、烯烃类(9种)、芳香烃类(6种)及酮类(1种)。其中，烷烃类占比最高为38%；烯烃类占比为35%，芳香烃类占比23%，酮类最少，仅为4%。但相较类型而言，各组分浓度更能反映问题[10]。表1列出了高新区工业企业VOCs主要组分及OFP分布(以监测峰值为例)。

表1 高新区工业企业VOCs主要组分及OFP分布

分析表1发现，高新区工业企业VOCs各组分浓度占比与类型占比差异较大，其中，烷烃类浓度占比20%左右，烯烃类占比在40%以下，浓度占比超过40%的均为芳香烃类(二甲苯/乙苯、二乙基苯、三甲苯等)博思格建筑系统有限公司所在区域二甲苯/乙苯浓度占比最高达77%。OFP计算结果表明，烯烃及芳香烃类对夏季近地面臭氧生成贡献较大，特别是1,3丁二烯、二甲苯/乙苯及三甲苯，可将其视为优先控制物种重点监控。而各类烷烃对臭氧生成影响较小，与前人研究结果基本一致[11]。

3.2 高新区工业企业VOCs污染来源分析

实地调研VOCs监测峰值区域后发现，当前高新区工业企业VOCs污染来源大致可分为“有组织排放”和“无组织排放”两部分。“有组织排放”主要指企业产品生产过程的“固定管道排放”(烟囱排放)[12]。“无组织排放”主要包括类原辅材料及高含量VOCs产品存贮、转运过程的释放和包装、印染、电焊等生产环节的逸散[13]。其中，“无组织排放”是高新区工业企业VOCs污染的最主要来源。此外，诸如突发管道泄漏、设备异常停机散逸等非正常排放也可视为VOCs“无组织排放”[14]。通常这类因素会导致小范围内大气VOCs污染浓度短时间快速激增。例如，在西安比亚迪二厂走航监测过程中发现厂区中东部区域VOCs污染物浓度高达12863.73 μg/m3，实地调研后发现正是由于管道泄漏所导致。

值得注意的是，特殊的气候条件与特殊地貌特征客观上加剧了当地VOCs污染问题。就气候条件而言，典型的暖温带半湿润大陆性季风气候导致当地夏季高温天频发，促进VOCs通过一系列光化学反应生成O3过程，导致近地面臭氧污染问题加剧[15]。就地貌特征而言，相对封闭地形条件会影响大气对流扩散，在一定程度上削弱污染物的清除效果[16]。

3.3 防治建议

3.3.1 加强源头治理

长期以来，工业企业VOCs污染防治工作偏重末端治理，忽视源头治理，末端治理成本高、难度大，往往收效甚微。因此，加强工业企业VOCs污染防控管理工作，首先要加强源头控制，具体的要求有关工业企业在日常生产经营活动中从对VOCs污染从源头进行削减，从根本上减少后续环节VOCs污染物排放量。可以选用的措施包括并不仅限于敦促相关企业优先选用低(无)VOCs的原辅材料；优化生产工艺，尽可能减少高VOCs含量缘分材料在产品生产过程中的使用量；淘汰或降低高VOCs产品产能。

3.3.2 强化过程控制

加强过程控制，要求工业企业在日常生产经营活动中，一方面要加强含有VCOs原辅材料及产品的存储、运转过程的控制，要求企业严禁将含VOCs生产原料未密闭存放，物料转移和输送，应采用密闭管道或密闭容器、罐车等；另一方面，还需重点加强对于包括涂装、印染、电焊等生产环节的VOCs“无组织排放”的监管，重点在于加强气体扩散过程的管理。在此基础上敦促企业全面开展动静密封点泄漏检测与修复工作，加强设备与场所密闭管理。全面禁止无焊烟收集设施的露天焊接作业，道路标识等道路喷涂错峰作业。

3.3.3 避免非正常排放

避免非正常排放，要求企业建立对于包括管线泄漏、设备故障等突发事件的应急响应方案，落实日常巡检及设备定期维护，保障企业日常生产经营活动正常进行，从而尽可能避免非正常排放对于大气VOCs污染的贡献。此外，还应对VOCs监测峰值区域开展连续监测，结合企业的生产情况，准确掌握区域工业企业VOCs污染特征及来源。

4 结论

高新区工业企业VOCs主要组分中，就类型而言烷烃类占比最高为38%；烯烃类占比为35%，芳香烃类占比23%，酮类最少，仅为4%。就浓度而言烷烃类浓度占比在20%左右，烯烃类占比在40%以下，浓度占比超过40%的均为芳香烃类，最高可达77%。基于OFP计算结果，建议将1,3丁二烯、二甲苯/乙苯及三甲苯选定为优先控制物种重点监控。

“无组织排放”是高新区工业企业VOCs污染的最主要来源。包括各类原辅材料在存贮、转运过程中的释放及涂装、印染、电焊等生产环节的逸散。突发管道泄漏、设备异常停机散逸等非正常排放会使得小范围内大气VOCs污染浓度在短时间激增。根据高新区工业企业VOCs污染特征及来源分析结果并结合自身实际工作经验建议从“加强源头治理”、“强化过程控制”和“避免非正常排放”等方面开展高新区工业企业VOCs污染防治工作。