河北省工業(yè)溶劑使用源VOCs源成分譜排放特征研究

董偉龍 倪爽英 孟琛?。ㄍㄓ嵶髡撸? 宿文康 王洪華 王晶輝

摘要：采用具有代表性的VOCs總量排放清單及VOCs源成分譜，對河北省工業(yè)溶劑使用源VOCs排放情況進(jìn)行分析。結(jié)果表明，汽車噴涂、印刷、裝備制造噴涂和家電噴涂4類排放源是芳香烴、OVOCs、烷烴、鹵代烴及烯炔烴的主要貢獻(xiàn)源，也是14種排放量占比大于1%的VOCs組分的主要貢獻(xiàn)源，為河北省VOCs以及臭氧污染治理提供重要的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：VOCs;工業(yè)溶劑使用源;排放組分;河北省

近年來，河北省顆粒物、氮氧化物等污染物年平均濃度逐年下降，但臭氧日最大8h濃度年平均值逐年穩(wěn)定增長[1-3]，且高濃度近地面臭氧污染頻發(fā)，近地面臭氧污染治理已成為影響夏季環(huán)境空氣質(zhì)量的重要因素。揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile Organic Compounds，簡稱VOCs）是大氣中生產(chǎn)臭氧的重要前提物，對近地面高濃度臭氧的形成有重要貢獻(xiàn)，同時，一些VOCs具有毒性、刺激性、致畸性和致癌性，能夠直接危害人體健康[4]。

工業(yè)溶劑使用源是大氣揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）最主要的工業(yè)來源之一[5]。工業(yè)溶劑使用源排放環(huán)節(jié)復(fù)雜、原輔材料種類多樣，了解溶劑使用源VOCs的排放量、優(yōu)勢組分及其重點(diǎn)排放源對河北省VOCs以及臭氧污染治理具有重要意義[6-8]。

1 研究內(nèi)容與方法

工業(yè)溶劑使用源VOCs的排放總量數(shù)據(jù)來源于河北省2019年大氣污染物排放源清單，

主要包括汽車噴涂、印刷、裝備制造噴涂、家電噴涂、紡織業(yè)、家具噴涂、染料印染、電子8類。

本研究以149種VOCs成分譜為研究對象，將其分為烷烴、烯炔烴、芳香烴、鹵代烴、含氧有機(jī)化合物（OVOCs）和其他6類，VOCs成分譜來自于Wu等[3]建立的成分譜信息。

基于各污染源VOCs排放總量和源成分譜，可依據(jù)以下公式計(jì)算各VOCs組分的排放量，建立VOCs組分清單。

式中：i為排放源;j為VOCs組分;Ei，j為污染源i中VOCs組分j的排放量;Ei為污染源i的VOCs排放量;Pi，j為污染源i中組分j相對于總VOCs的質(zhì)量百分比。

2 結(jié)果與討論

2.1 VOCs排放源排放特征分析

2019年河北省工業(yè)溶劑使用源VOCs排放總量為2.5萬噸，排放源清單中汽車噴涂VOCs排放量為11906噸，占工業(yè)溶劑使用源VOCs排放總量的47%;印刷為4036噸，占比為16%;裝備制造噴涂為2857噸，占比為11%;家電噴涂為2779噸，占比為11%;紡織業(yè)為1643噸，占比為7%;家具噴涂為1257噸，占比為5%;染料印染為600噸，占比為2%;電子為175噸，占比為1%。8類排放源排放量占比見圖1。

2.2 VOCs組分排放特征分析

在VOCs組分中，芳香烴VOCs排放量為17553噸，占工業(yè)溶劑使用源VOCs組分清單總量的70%;OVOCs為4723噸，占比為19%;烷烴為1784噸，占比為7%;鹵代烴為728噸，占比為3%;烯炔烴為201噸，占比為1%;其他VOCs排放量為264噸，占比為1%。6類VOCs組分排放量占比見圖2。

圖3為6類VOCs組分的排放源分布情況。在6類VOCs組分中，芳香烴的主要排放源是汽車噴涂、裝備制造噴涂、家電噴涂，占比超過芳香烴排放總量的70%;OVOCs的主要排放源是汽車噴涂、印刷，占比超過OVOCs排放總量的80%;烷烴的主要排放源是印刷、汽車噴涂，占比超過烷烴排放總量的70%;鹵代烴的主要排放源是印刷、汽車噴涂，占比超過鹵代烴排放總量的90%;烯炔烴的主要排放源是汽車噴涂、裝備制造噴涂、家電噴涂，占比超過烯炔烴排放總量的70%。因此，汽車噴涂、印刷、裝備制造噴涂和家電噴涂是VOCs排放的主要貢獻(xiàn)源。

2.3 VOCs優(yōu)勢組分排放特征分析

在工業(yè)溶劑使用源VOCs成分譜中，VOCs組分排放量占比大于1%的有間，對-二甲苯、乙苯、乙酸乙酯、鄰二甲苯、甲苯、4-甲基-2-戊酮、異丙醇等共計(jì)14種（見圖4），共計(jì)貢獻(xiàn)了工業(yè)溶劑使用源VOCs排放總量的83%。其中，間，對-二甲苯貢獻(xiàn)最大，占比為27%;其次是乙苯，占比為17%;乙酸乙酯、鄰二甲苯、甲苯3種組分貢獻(xiàn)在6 %～7%之間;4-甲基-2-戊酮、異丙醇、1，2，4-三甲苯、2-丁酮、1-乙基-3-甲基苯、丙酮、苯乙烯、二氯甲烷、對乙基甲苯等其余9種組分貢獻(xiàn)在1 %～3%之間。

圖5位VOCs排放量占比大于1%的14種組分的排放源分布情況。對14種組分進(jìn)行來源分析可知，對于間，對-二甲苯，汽車噴涂、裝備制造噴涂、家電噴涂是其主要排放源，貢獻(xiàn)比例分別為44%、20%、20%;對于乙苯，汽車噴涂、裝備制造噴涂、家電噴涂是其主要排放源，貢獻(xiàn)比例分別為40%、21%、21%;對于乙酸乙酯，汽車噴涂、印刷是其主要排放源，貢獻(xiàn)比例分別為55%、33%;對于鄰二甲苯，汽車噴涂，貢獻(xiàn)比例為65%;對于甲苯，汽車噴涂、印刷是其主要排放源，貢獻(xiàn)比例分別為53%、19%;對于4-甲基-2-戊酮，汽車噴涂、印刷是其主要排放源，貢獻(xiàn)比例分別為84%、14%;對于異丙醇，印刷是其主要排放源，貢獻(xiàn)比例為93%。對于1，2，4-三甲苯，汽車噴涂是其主要排放源，貢獻(xiàn)比例為76%;對于2-丁酮，紡織業(yè)、裝備制造噴涂、家電噴涂是其主要排放源，貢獻(xiàn)比例分別為32%、16 %、16%;對于1-乙基-3-甲基苯，汽車噴涂是其主要排放源，貢獻(xiàn)比例為82%;對于丙酮，汽車噴涂、印刷是其主要排放源，貢獻(xiàn)比例分別為60%、29%;對于苯乙烯，汽車噴涂、家具噴涂是其主要排放源，貢獻(xiàn)比例分別為54%、32%;對于二氯甲烷，印刷是其主要排放源，貢獻(xiàn)比例為97%;對于對乙基甲苯，汽車噴涂是其主要排放源，貢獻(xiàn)比例為81%。因此，汽車噴涂、印刷、裝備制造噴涂和家電噴涂是VOCs排放的主要貢獻(xiàn)源。

3 結(jié)論

（1）河北省2019年工業(yè)溶劑使用源VOCs排放總量為2.5萬噸，其中芳香烴17553噸，OVOCs 4723噸，烷烴1784噸，鹵代烴728噸，烯炔烴201噸，VOCs組分排放量占比大于1%的14種組分分別為間，對-二甲苯、乙苯、乙酸乙酯、鄰二甲苯、甲苯、4-甲基-2-戊酮、異丙醇、1，2，4-三甲苯、2-丁酮、1-乙基-3-甲基苯、丙酮、苯乙烯、二氯甲烷、對乙基甲苯，占工業(yè)溶劑使用源VOCs排放總量的83%。

（2）2019年河北省工業(yè)溶劑使用源中，汽車噴涂、印刷、裝備制造噴涂、家電噴涂、紡織業(yè)、家具噴涂、染料印染、電子8類排放源VOCs排放量分別占排放總量的47%、16%、11%、11%、7%、5%、2%、1%。汽車噴涂、印刷、裝備制造噴涂、家電噴涂4類排放源是6類VOCs組分的主要貢獻(xiàn)源，也是14種排放量占比大于1%的VOCs組分的主要貢獻(xiàn)源。

（3）本研究采用的VOCs源成分譜具有一定的時效性，且本土化不完善，后續(xù)應(yīng)加強(qiáng)典型污染源排放因子及成分譜實(shí)測與規(guī)范工作，進(jìn)一步完善河北省VOCs組分排放分析。

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