山東省溶劑使用源VOCs排放組分及臭氧生成潛勢(shì)研究

周艷明，劉興悅

（1.山東格睿環(huán)境科技有限公司，山東 濟(jì)南 250014；2.聊城東方中學(xué)，山東 聊城 252000）

1 研究背景

臭氧（O3）和細(xì)顆粒物（PM2.5）是山東省大氣污染的重要污染物。而揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）是形成地面O3以及大氣中PM2.5的重要前體物質(zhì)[1]。了解揮發(fā)性有機(jī)物的排放量和組分對(duì)控制大氣污染以及臭氧的減排策略具有重要意義[2]。溶劑使用過(guò)程排放的VOCs在人為源排放總量中占有很大比例[3]。但是溶劑使用源排放環(huán)節(jié)復(fù)雜、原輔材料種類多樣，給VOCs 排放源成分譜的研究帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)[4]。

在以往的研究中，主要針對(duì)的是VOCs的人為源排放總量。而實(shí)際上，不同的溶劑使用行業(yè)排放的VOCs的組分不同，不同的組分化學(xué)反應(yīng)活性不同，其對(duì)臭氧生成潛勢(shì)的貢獻(xiàn)不同。因此，分組分研究VOCs的排放量將為臭氧的控制提供重要的參考依據(jù)。

2 研究?jī)?nèi)容與方法

選取山東省17地市制鞋業(yè)、家具制造業(yè)、汽車制造業(yè)、印刷業(yè)四個(gè)典型的溶劑使用行業(yè)為研究對(duì)象，就山東省典型的溶劑使用行業(yè)的VOCs排放組分、排放量以及臭氧生成潛勢(shì)進(jìn)行分析研究。

VOCs的排放總量數(shù)據(jù)來(lái)源于第二次污染源普查（2017年），不同行業(yè)排放的VOCs中各組分所占比例來(lái)自文獻(xiàn)總結(jié)。采用最大增量反應(yīng)活性法（MIR）對(duì)山東省17地市四個(gè)溶劑使用源行業(yè)VOCs排放的臭氧生成潛勢(shì)進(jìn)行估算[5]，MIR的系數(shù)來(lái)源于Carter[6]的最新研究數(shù)據(jù)。

3 結(jié)果與討論

3.1 溶劑使用源VOCs分組分排放量的特征分析

在制鞋行業(yè)中，VOCs來(lái)源主要是膠黏劑等原輔材料的使用，制鞋行業(yè)排放比例最高的組分是芳香烴，其次是烷烴。山東省各地市中臨沂市芳香烴排放量最高，主要是由于臨沂制鞋行業(yè)密集，是江北最大的安全鞋生產(chǎn)基地。

家具制造業(yè)排放的VOCs以芳香烴為主，在家具制造業(yè)中VOCs主要來(lái)自涂裝工藝，在此過(guò)程中大量使用富含有機(jī)溶劑的涂料、稀釋劑等，而涂料中苯系物含量較多。山東省17地市中臨沂市家具制造業(yè)VOCs的排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地市，主要是由于臨沂市家具制造企業(yè)多，而且以木制家具為主。

在印刷行業(yè)中，VOCs主要來(lái)源于油墨、版潤(rùn)液、膠黏劑等原輔材料的使用，排放量最大的組分是醇酚類、其次是芳香烴，酯類、醛酮類的含量相對(duì)較少。山東省17地市中，臨沂市VOCs的排放量最高，其次是濟(jì)南、青島。造成這種結(jié)果的主要原因是臨沂、濟(jì)南、青島地區(qū)印刷企業(yè)較多，其次原輔材料、處理措施的不同也會(huì)導(dǎo)致排放量結(jié)果的差異。

汽車制造業(yè)VOCs排放主要來(lái)源于汽車噴涂過(guò)程，由于油漆中含有大量的芳香烴和酯類，故排放的VOCs中以芳香烴和酯類為主，其次是醇酚類和醛酮類。濰坊、煙臺(tái)、濟(jì)寧汽車制造業(yè)VOCs的排放量較高，而棗莊、萊蕪、日照的排放量較少。

3.2 溶劑使用源VOCs臭氧生成潛勢(shì)分析

從圖1可知，山東省四個(gè)溶劑使用行業(yè)中，汽車制造業(yè)排放的VOCs的臭氧生成潛勢(shì)最高，占41.23%，其次是家具制造業(yè)，占37.44%，制鞋業(yè)的臭氧生成潛勢(shì)最低，占3.22%。

圖1 山東省不同行業(yè)臭氧生成潛勢(shì)占比（2017年）

圖2顯示，臨沂對(duì)山東省臭氧生成潛勢(shì)的貢獻(xiàn)率最大，占32.16%，其次是濰坊、青島、煙臺(tái)、濟(jì)南，分別占16.05%、9.13%、7.20%、6.64%；而萊蕪、棗莊、日照等地的臭氧生成潛勢(shì)較低，分別占0.10%、0.40%、0.64%。造成這種結(jié)果的原因主要是臨沂市制鞋業(yè)、家具制造業(yè)、印刷業(yè)排放的VOCs的總量均居全省第一，而萊蕪、棗莊、日照等市VOCs的排放量較低。上述過(guò)程排放的VOCs的臭氧生成潛勢(shì)主要來(lái)自于芳香烴、醛酮類等。

圖2 山東省各市的臭氧生成潛勢(shì)（2017年）

4 結(jié)論

（1）在制鞋行業(yè)中，排放比例最高的組分是芳香烴，其次是烷烴。家具制造業(yè)排放的VOCs以芳香烴為主，在印刷行業(yè)中，排放量最大的組分是醇酚類、其次是芳香烴。酯類、醛酮類的含量相對(duì)較少。汽車制造業(yè)排放的VOCs中以芳香烴和酯類為主，其次是醇酚類和醛酮類。濰坊、煙臺(tái)、濟(jì)寧汽車制造業(yè)VOCs的排放量較高，而棗莊、萊蕪、日照的排放量較少。

（2）山東省四個(gè)溶劑使用行業(yè)中，汽車制造業(yè)排放的VOCs的臭氧生成潛勢(shì)最高，占41.23%，其次是家具制造業(yè)，占37.44%，制鞋業(yè)的臭氧生成潛勢(shì)最低，占3.22%。臨沂對(duì)山東省臭氧生成潛勢(shì)的貢獻(xiàn)率最大，占32.16%，而萊蕪的臭氧生成潛勢(shì)最低，占0.10%。上述過(guò)程排放的VOCs的臭氧生成潛勢(shì)主要來(lái)自于芳香烴、醛酮類等含氧VOCs。