天津市工業(yè)源揮發(fā)性有機(jī)物排放清單及區(qū)域分布研究*

郝苗青 史 愷 張時佳 黃浩云 陳 璐 張麗娜 周 陽 張 辰

(1.天津市聯(lián)合環(huán)保工程設(shè)計(jì)有限公司， 天津 300191；2.天津市大氣污染防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300191； 3.天津市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，天津 300191)

天津市工業(yè)源揮發(fā)性有機(jī)物排放清單及區(qū)域分布研究*

郝苗青1,2史 愷1,2張時佳1,2黃浩云2,3陳 璐2,3張麗娜2,3周 陽2,3張 辰1,2

(1.天津市聯(lián)合環(huán)保工程設(shè)計(jì)有限公司， 天津 300191；2.天津市大氣污染防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300191； 3.天津市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，天津 300191)

基于典型工業(yè)企業(yè)自主申報數(shù)據(jù)，采用排放因子法，建立了天津市工業(yè)源VOCs排放清單。經(jīng)計(jì)算，天津市2014年工業(yè)源VOCs排放量為16.52萬t，其中VOCs生產(chǎn)環(huán)節(jié)、儲運(yùn)和運(yùn)輸環(huán)節(jié)、以VOCs為原料的工藝過程、含VOCs產(chǎn)品的使用和排放環(huán)節(jié)以及其他環(huán)節(jié)的VOCs排放量分別為12.94萬、0.07萬、0.63萬、1.80萬、1.08萬t，對天津市工業(yè)源VOCs排放總量的貢獻(xiàn)率分別為78.33%、0.42%、3.81%、10.90%、6.54%。濱海新區(qū)工業(yè)源VOCs排放量最大，對天津市工業(yè)源VOCs排放總量的貢獻(xiàn)率達(dá)88.25%，其中大港、臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)和天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)為濱海新區(qū)工業(yè)源VOCs排放的主要功能區(qū)。

工業(yè)源 揮發(fā)性有機(jī)物 排放清單 區(qū)域分布 天津市

天津市作為環(huán)渤海地區(qū)經(jīng)濟(jì)中心，近年來經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，2013年天津市工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)27 283.28億元，同比增長13%[1]。然而，天津市的環(huán)境空氣質(zhì)量日益惡化，霧霾天氣頻發(fā)，顆粒物和臭氧污染成為困擾天津市大氣環(huán)境的主要問題[2_3]。揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)作為低空臭氧和二次有機(jī)氣溶膠(SOA)的重要前體物質(zhì)[4_7]，對天津市環(huán)境空氣質(zhì)量具有重要影響，為有效改善天津市環(huán)境空氣質(zhì)量，針對VOCs污染控制的研究迫切需要開展。VOCs排放清單估算作為VOCs污染控制的基礎(chǔ)工作[8]，我國多個省市已對此開展相關(guān)研究，天津市也開展了部分VOCs排放清單的研究工作[9_10]，但有些研究計(jì)算數(shù)據(jù)來源于國家及天津市統(tǒng)計(jì)年鑒，與實(shí)際VOCs排放情況不對應(yīng)[11]，有些研究則只針對天津市部分區(qū)域(如濱海新區(qū))[12_13]，研究面不能覆蓋全市。本研究基于天津市工業(yè)企業(yè)VOCs排污申報統(tǒng)一平臺——天津市VOCs排放申報系統(tǒng)中企業(yè)自主申報的數(shù)據(jù)，利用排放因子法，較為詳細(xì)地估算了天津市2014年典型工業(yè)源VOCs的排放量，形成了空間分辨率更高的工業(yè)源VOCs排放清單，可為將來天津市開展工業(yè)源VOCs污染控制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 研究方法

1.1 研究范圍

根據(jù)天津市產(chǎn)業(yè)布局，本次工業(yè)源VOCs排放清單的調(diào)查范圍包括石油煉制與石油化學(xué)、醫(yī)藥制造、橡膠制品制造、涂料與油墨生產(chǎn)、塑料制品制造、電子工業(yè)、汽車制造、印刷與包裝印刷、家具制造、表面涂裝、黑色金屬冶煉等重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，共涉及六十多個子行業(yè)，215家企業(yè)，2014年總產(chǎn)值約8 591億元。調(diào)查企業(yè)均為天津市重點(diǎn)工業(yè)企業(yè)，同時也是天津市VOCs排放的典型企業(yè)。

1.2 估算方法

VOCs排放量估算采用排放因子法，估算公式如下：

Ei=Pi×EFi

(1)

式中：Ei為排放源i的VOCs排放量，萬t；Pi為排放源i的活動水平，單位根據(jù)排放源具體類別確定；EFi為排放源i的排放因子，單位根據(jù)排放源具體類別確定。

在VOCs排放量估算方面，美國、歐盟等開展了大量研究，建立了自己的排放因子數(shù)據(jù)庫。本研究結(jié)合我國自身情況，選擇性吸收了國外排放因子的研究成果，參考環(huán)境保護(hù)部污染防治司發(fā)布的VOCs排放清單研究和治理技術(shù)等相關(guān)資料，對天津市工業(yè)源VOCs的排放因子進(jìn)行核算。

1.3 數(shù)據(jù)來源

本研究中工業(yè)源VOCs的活動水平數(shù)據(jù)來源于企業(yè)自主申報數(shù)據(jù)，申報內(nèi)容包括企業(yè)基本信息、有機(jī)原輔材料、產(chǎn)品信息、工序、生產(chǎn)線、生產(chǎn)車間、存儲設(shè)施、無組織排放、廢氣治理設(shè)施等信息。申報數(shù)據(jù)經(jīng)過企業(yè)直屬主管環(huán)保部門到市級環(huán)保部門的層層審核，確保其真實(shí)性和完善性。

1.4 工業(yè)源VOCs排放環(huán)節(jié)劃分

[14]，根據(jù)VOCs的排放特征，將天津市工業(yè)源VOCs劃分為5個排放環(huán)節(jié)，分別為VOCs生產(chǎn)環(huán)節(jié)、儲運(yùn)和運(yùn)輸環(huán)節(jié)、以VOCs為原料的工藝過程、含VOCs產(chǎn)品的使用和排放環(huán)節(jié)及其他環(huán)節(jié)。對5個排放環(huán)節(jié)中涉及的相關(guān)行業(yè)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，分別估算各行業(yè)的VOCs排放量。

1.5 區(qū)域分布研究

隨著天津市工業(yè)布局的改變，天津市6個主城區(qū)(和平區(qū)、南開區(qū)、河?xùn)|區(qū)、河西區(qū)、河北區(qū)、紅橋區(qū))以第三產(chǎn)業(yè)為主，薊縣主要以旅游業(yè)為主，因此本研究中工業(yè)源VOCs排放量估算主要選取天津市工業(yè)企業(yè)較多的區(qū)縣，未考慮天津市內(nèi)6個主城區(qū)及薊縣。為更加清晰地了解天津市工業(yè)源VOCs的排放情況，對天津市制造業(yè)研發(fā)轉(zhuǎn)化基地——濱海新區(qū)中各功能區(qū)的工業(yè)源VOCs排放情況進(jìn)行細(xì)化研究。

2 結(jié)果與討論

2.1 天津市工業(yè)源VOCs排放量

表1為2014年天津市工業(yè)源VOCs排放清單。由表1可見，2014年天津市工業(yè)源VOCs排放總量達(dá)16.52萬t，其中VOCs生產(chǎn)環(huán)節(jié)的VOCs排放量最大，為12.94萬t，對工業(yè)源VOCs排放總量的貢獻(xiàn)率為78.33%。這與天津市為全國重要石化基地的定位一致。天津市作為全國先進(jìn)制造研發(fā)基地，含VOCs產(chǎn)品的使用和排放環(huán)節(jié)的VOCs排放量為1.80萬t，僅次于VOCs生產(chǎn)環(huán)節(jié)，對工業(yè)源VOCs排放總量的貢獻(xiàn)率為10.90%。其他環(huán)節(jié)的VOCs排放量為1.08萬t，對工業(yè)源VOCs排放總量的貢獻(xiàn)率為6.54%。以VOCs為原料的工藝過程以及儲存和運(yùn)輸環(huán)節(jié)的VOCs排放量相對較少，分別為0.63萬、0.07萬t。

表1 2014年天津市工業(yè)源VOCs排放清單

2.2 不同環(huán)節(jié)的VOCs排放情況

對不同環(huán)節(jié)的VOCs排放情況進(jìn)行分析，結(jié)果分別見表2至表5，由于儲存和運(yùn)輸環(huán)節(jié)只包含與VOCs相關(guān)的倉儲行業(yè)，即該行業(yè)對儲存和運(yùn)輸環(huán)節(jié)的VOCs排放量的貢獻(xiàn)率為100.00%，以下不單獨(dú)列出。

表2 VOCs生產(chǎn)環(huán)節(jié)中各行業(yè)的VOCs排放貢獻(xiàn)率

由表2可見，VOCs生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，VOCs排放量最大的行業(yè)為原油加工及石油制品制造行業(yè)，VOCs排放貢獻(xiàn)率為54.51%，該行業(yè)的VOCs排放主要來自裝置泄漏、儲罐、裝卸、廢除處理系統(tǒng)等過程。有機(jī)化學(xué)原料制造行業(yè)由于企業(yè)數(shù)目較多，也是重要的VOCs排放源，VOCs排放貢獻(xiàn)率為40.03%。由表3可見，在以VOCs為原料的工藝過程中，主要的VOCs排放行業(yè)為涂料制造、肥皂及合成洗滌劑制造、化學(xué)藥品原料藥制造、初級形態(tài)塑料及合成樹脂制造行業(yè)，VOCs排放貢獻(xiàn)率分別為21.66%、19.33%、18.86%、17.31%。由表4可見，含VOCs產(chǎn)品的使用和排放環(huán)節(jié)中，由于天津市有多家大型汽車生產(chǎn)企業(yè)，汽車整車制造行業(yè)是該環(huán)節(jié)中VOCs排放最大的貢獻(xiàn)者，VOCs排放貢獻(xiàn)率為48.93%，其次為汽車零部件及配件制造、其他未列明產(chǎn)品制造及木質(zhì)家具制造行業(yè)，VOCs排放貢獻(xiàn)率分別為14.86%、11.84%、9.37%。由表5可見，其他環(huán)節(jié)中涉及的行業(yè)為一些屬于典型VOCs產(chǎn)生行業(yè)但未列入上述4個環(huán)節(jié)的行業(yè)，VOCs排放主要來源于鋼壓延加工、化學(xué)試劑和助劑制造、建筑及家具用金屬配件制造、集裝箱制造行業(yè)，VOCs排放貢獻(xiàn)率分別為30.66%、17.18%、15.84%、10.01%。

表3 以VOCs為原料的工藝過程中各行業(yè)的 VOCs排放貢獻(xiàn)率

表4 含VOCs產(chǎn)品的使用和排放環(huán)節(jié)中各行業(yè)的 VOCs排放貢獻(xiàn)率

表5 其他環(huán)節(jié)中各行業(yè)的VOCs排放貢獻(xiàn)率

2.3 天津市工業(yè)源VOCs的地域分布

表6為2014年天津市各區(qū)縣的經(jīng)濟(jì)及工業(yè)源VOCs排放情況。由表6可見，2014年，濱海新區(qū)和東麗區(qū)對工業(yè)源VOCs排放總量的貢獻(xiàn)最大，尤其是濱海新區(qū)，作為高水平的現(xiàn)代制造業(yè)和研發(fā)轉(zhuǎn)化基地，區(qū)域內(nèi)工業(yè)企業(yè)眾多，占調(diào)查企業(yè)數(shù)量50%以上，其工業(yè)總產(chǎn)值占本次調(diào)查企業(yè)的80%以上，VOCs排放量對天津市工業(yè)源VOCs排放總量的貢獻(xiàn)率達(dá)88.25%。

表6 2014年天津市各區(qū)縣經(jīng)濟(jì)及工業(yè)源VOCs排放情況

表7 天津市各區(qū)縣不同環(huán)節(jié)的VOCs排放比例1)

注：1)VOCs排放比例為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

表7為天津市各區(qū)縣在不同環(huán)節(jié)中的VOCs排放比例。由表7可見，東麗區(qū)主要的VOCs排放環(huán)節(jié)為其他環(huán)節(jié)，占東麗區(qū)工業(yè)源VOCs排放量的72.02%，遠(yuǎn)高于以VOCs為原料的工藝過程和含VOCs產(chǎn)品的使用和排放環(huán)節(jié)。北辰區(qū)、津南區(qū)、武清區(qū)由于家具制造、包裝印刷、設(shè)備制造等企業(yè)較多，均以含VOCs產(chǎn)品的使用和排放環(huán)節(jié)為主要的VOCs排放環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)的VOCs排放比例分別為92.68%、87.28%、61.42%。寶坻區(qū)工業(yè)源VOCs排放主要來自含VOCs產(chǎn)品的使用和排放環(huán)節(jié)及其他環(huán)節(jié)，VOCs排放比例分別為59.17%、40.83%。對于西青區(qū)，VOCs生產(chǎn)環(huán)節(jié)、含VOCs產(chǎn)品的使用和排放環(huán)節(jié)及其他環(huán)節(jié)的VOCs排放量總體差別不大，以VOCs為原料的工藝過程的VOCs排放比例為29.93%，稍高于以上3個環(huán)節(jié)。濱海新區(qū)作為天津市的重點(diǎn)工業(yè)基地，其主要的VOCs排放環(huán)節(jié)為VOCs生產(chǎn)環(huán)節(jié)，占濱海新區(qū)工業(yè)源VOCs排放總量的87.70%，其次為含VOCs產(chǎn)品的使用和排放環(huán)節(jié)，VOCs排放比例為6.34%。

2.4 天津市濱海新區(qū)各功能區(qū)工業(yè)源VOCs排放量分布

由表8可見，大港功能區(qū)企業(yè)數(shù)量雖然相對不多，但該功能區(qū)集聚了天津市3大石油煉化、石油化工企業(yè)，調(diào)查企業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值占整個濱海新區(qū)調(diào)查企業(yè)總產(chǎn)值的13.07%，其VOCs排放比例占濱海新區(qū)工業(yè)源VOCs排放總量的78.84%，是濱海新區(qū)最主要的工業(yè)源VOCs排放來源。臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)中也存在部分石油煉化和大型的化工企業(yè)，其VOCs排放比例占濱海新區(qū)工業(yè)源VOCs排放總量的9.96%，位列第2名。天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)為中國首批國家級開發(fā)區(qū)之一，為天津市濱海新區(qū)的重要組成部分，集聚了大批國內(nèi)外先進(jìn)企業(yè)，本次調(diào)查企業(yè)數(shù)量和工業(yè)產(chǎn)值均居濱海新區(qū)各功能區(qū)之首，但其VOCs排放比例僅占濱海新區(qū)工業(yè)源VOCs排放總量的8.05%。其他功能區(qū)的VOCs排放比例相對較小。各功能區(qū)中不同環(huán)節(jié)的VOCs排放比例見表9。從表9可以看出，大港、漢沽、臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)中均以石油煉化和化工企業(yè)為主，因此3個功能區(qū)的VOCs排放均主要來自VOCs生產(chǎn)環(huán)節(jié)，VOCs排放比例分別為99.37%、83.29%、82.07%。同時，臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)由于涉及油品類的倉儲企業(yè)較多，其儲存和運(yùn)輸環(huán)節(jié)的VOCs排放比例為4.63%。天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)集中了天津市大型的汽車整車制造、木質(zhì)家具制造、汽車零部件及配件制造等行業(yè)，其含VOCs產(chǎn)品的使用和排放環(huán)節(jié)的VOCs排放比例最高，為68.18%，是該功能區(qū)將來進(jìn)行工業(yè)源VOCs治理的主要行業(yè)。天津港保稅區(qū)、塘沽和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)的工業(yè)源VOCs排放量較少，且均主要來自于其他環(huán)節(jié)。

表8 2014年濱海新區(qū)主要功能區(qū)的經(jīng)濟(jì)及工業(yè)源 VOCs排放情況

2.5 不確定分析

在天津市典型工業(yè)源VOCs排放清單建立過程中，其不確定性主要來自于排放因子的確定和活動水平數(shù)據(jù)的收集。排放因子方面，本研究中采用的排放因子為我國“十二五”期間發(fā)布的排放因子，且主要借鑒國外的研究成果，與目前國內(nèi)的排放水平存在一定的差異。其次，本研究中的活動水平主要來自于企業(yè)自主申報，在一定程度上存在人為因素的影響。以上兩種原因?yàn)榍鍐蔚慕⒁肓溯^大的不確定性。

表9 濱海新區(qū)各功能區(qū)中不同環(huán)節(jié)的VOCs排放比例

3 結(jié) 論

(1) 通過企業(yè)自主申報資料，建立了天津市重點(diǎn)區(qū)縣工業(yè)源VOCs排放清單，得出2014年天津市工業(yè)源VOCs的排放量為16.52萬t。

(2) VOCs生產(chǎn)環(huán)節(jié)為天津市工業(yè)源VOCs的主要排放環(huán)節(jié)，VOCs排放貢獻(xiàn)率達(dá)78.33%，其次為含VOCs產(chǎn)品的使用和排放環(huán)節(jié)，VOCs排放貢獻(xiàn)率為10.90%，其他環(huán)節(jié)、以VOCs為原料的工藝過程、儲存和運(yùn)輸環(huán)節(jié)的VOCs排放貢獻(xiàn)率依次降低，分別為6.54%、3.81%和0.42%。

(3) 天津市工業(yè)源VOCs排放量最多的區(qū)域?yàn)闉I海新區(qū)，占天津市工業(yè)源VOCs排放總量的88.25%，其中大港、臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)、天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的工業(yè)源VOCs排放量最大，分別占濱海新區(qū)工業(yè)源VOCs排放總量的78.84%、9.96%、8.05%。

研究組患者在接受治療后的空腹血糖水平以及餐后2 h血糖水平均優(yōu)于對照組，兩組數(shù)據(jù)互比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。 見表 1。

(4) VOCs生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及含VOCs產(chǎn)品的使用和排放環(huán)節(jié)是天津市工業(yè)源VOCs的主要來源，也是天津市將來應(yīng)著重控制的VOCs排放環(huán)節(jié)。

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InventoryandregionaldistributionoftheVOCsemissionsfromthetypicalindustrialsourcesinTianjin

HAOMiaoqing1,2,SHIKai1,2,ZHANGShijia1,2,HUANGHaoyun2,3,CHENLu2,3,ZHANGLina2,3,ZHOUYang2,3,ZHANGChen1,2.

(1.TianjinUnitedEnvironmentalEngineeringDesignCo.,Ltd.,Tianjin300191;2.TianjinKeyLaboratoryofAirPollutionandControl,Tianjin300191;3.TianjinAcademyofEnvironmentalSciences,Tianjin300191)

Base on the reporting data from typical VOCs emission plants,the emission factor method was employed to compile the VOCs emissions inventory of typical industrial sources in different function areas in Tianjin. Typical industrial VOCs emission of Tianjin was 165.2 thousand tons in 2014,including 129.4 thousand tons from the process of VOCs production,0.7 thousand tons from the storage and transport process,6.3 thousand tons from the industrial processes using VOCs as raw materials,18.0 thousand tons from VOCs_containing products and 10.8 thousand tons from other emission process，the contribution of above process to Tianjin typical industrial VOCs emission was 78.33%,0.42%,3.81%,10.90% and 6.54% respectively. Among the different districts in Tianjin,Binhai New District contribute the most part of Tianjin industrial VOCs emission with the contribution rate of 88.25%. Furthermore,Dagang area,Harbor economic area and Tianjin economic_technological development area were the main func_tional areas of industrial VOCs emission in Binhai New District.

industrial sources; VOCs; emissions inventory; regional distribution; Tianjin

10.15985/j.cnki.1001_3865.2017.01.007

2016_04_20)

郝苗青，女，1989年生，碩士，工程師，主要從事大氣污染防治研究。

*國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(No.2014BAC23B04_04);天津市自然科學(xué)基金重點(diǎn)資助項(xiàng)目(No.13JCZDJC36100)。