VOCs有两大特点,一是种类繁多、成分复杂。按照化学结构的差异,大气VOCs包括十多类、成千上万种有机物。二是来源广泛、涉及面广。VOCs来源于各种天然源及人为源的排放,涉及社会生产、生活的方方面面。
VOCs是臭氧和PM2.5的重要前体物,在阳光紫外线照射下与大气中的氮氧化物发生化学反应,形成臭氧等二次污染物或强化学活性的中间产物,增加臭氧地表浓度。同时,部分VOCs 本身也具有毒性、异味等性质。这些都会对自然环境和人体健康产生不利影响。因此,控制VOCs成为降低臭氧浓度的关键之一。
加强对污染源的VOCs 监测,有助于全面掌握我国各行业企业的VOCs 排放状况,准确评估VOCs治理设施的运行效果并及时做出调整,科学支撑VOCs总量控制和削减核算,支撑污染防治政策的科学制订和实施,并评估检查治理成效,从而在根源上约束VOCs排放总量、遏制臭氧污染。
目前国内常用的监测手段主要是实验室手工监测(离线监测)和现场自动监测(在线监测)两种。离线监测是将废气或环境空气中的VOCs采样后,将样品送回实验室,用气相色谱法或气相色谱质谱联用法进行分析。离线采样分析可能存在采样时间长、采样过程中受人为干扰、样品在采样容器中较难保证稳定性等问题。因此,许多研究机构和仪器公司开发了大气中VOCs的连续自动在线监测技术和仪器,可以提高VOCs监测的时间分辨率,更好地帮助追踪大气中VOCs物质的大气化学过程。但总体而言,在线气相色谱仪监测在技术、装备上还处在研究发展阶段,这也是目前环境大气VOCs监测存在的难点之一。
在实际操作层面,大气VOCs监测质量控制技术研究亟待加强。单一的分析方法难以适用于所有种类的VOCs 监测,需要根据目标需求选择合适的监测方法。VOCs离线监测的主要难点在于解决采样的吸附、降解等损失难题,提高监测的准确性、可靠性。VOCs在线监测需要加强主要活性物质监测的技术、装备研究攻关,提高设备的便捷性和性能稳定性,以保证监测的时效性和数据质量。不同技术原理VOCs 监测分析方法之间的比对监测,也有待进一步开展。
在法律法规和政策层面,为加强VOCs监测管控,我国已制订大气污染防治法、环境保护税法等法律法规,发布了排污许可证申请与核发技术规范、排污单位自行监测技术指南等政策文件。但是,现有的VOCs在线监测系统方法标准体系还有待完善。在《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)中未对VOCs规定限值提出相关标准,环境空气VOCs 监测数据结果缺少评价依据。需要针对不同性质的VOCs增加分析目标物种类,以覆盖更多的VOCs 排放行业。目前,国家尚未发布便携式仪器现场测定VOCs 的方法标准,现场监测以及执法等工作缺少监测方法依据。
从2018 年起,中国环境监测总站就根据生态环境部统一部署,开始在京津冀及周边、长三角、珠三角等7 个地区78 个地级以上城市开展环境空气VOCs监测,掌握重点区域环境空气VOCs及其对臭氧污染的影响状况。今年夏季以来,总站按照生态环境部领导关于问题精准、时间精准、区位精准、对象精准、措施精准“五个精准”的要求,针对VOCs污染开展精细化监测,以此加强臭氧预测工作。在全国重点区域,覆盖整个臭氧污染季的VOCs手工和自动监测工作持续开展。截至今年4月,全国共有120余个城市开展了VOCs 监测,其中60 余个城市开展了自动监测且大部分与总站联网。
目前,相关监测数据已应用于环境质量分析与管理工作,帮助我们初步掌握了全国重点城市VOCs浓度水平、化学组成、污染特征等信息,为我国VOCs 污染防治提供了基础数据。同时,总站联合科研院所、地方监测站,在VOCs监测的运行维护、质控核查和数据审核评估等方面初步形成了技术指导文件。
日前,生态环境部印发《2020年挥发性有机物治理攻坚方案》,提出十条措施目标促进实现VOCs排放量明显下降,有效遏制夏季臭氧污染。
根据生态环境部部署,2020年夏季臭氧污染防治监督帮扶工作中,总站将开展废气排污单位自行监测抽测与专项检查,对地方技术人员进行VOCs 监测技术培训;结合臭氧国控站、区县站监测数据和VOCs监测数据,编制臭氧分析周报,提供精细化的预报产品;比较各城市臭氧和VOCs 的浓度水平,并在重点城市分析臭氧敏感性及VOCs来源,结合全国第二次污染源普查数据积极探索分析VOCs 特征及来源等,研究其对臭氧生成敏感性的影响,为监督帮扶工作的成效评估提供技术支持。
通过上述能力建设工作,全国生态环境监测站系统积累了监测点位布设的相关经验。对重点区域VOCs 进行环境监测,布设的监测点位要能够代表这个城市的特征,并尽可能选择城区臭氧高值点位,以监控其最大影响,同时附近可以获取氮氧化物、臭氧等监测数据。建议每个城市至少布设1个点位,并逐步进行区域优化,在上风向、臭氧高值区、VOCs高浓度点、下风向布设形成4 类点位。
除了考虑人口聚集的城市区域点位,建议针对企业聚集集中、污染物排放负荷较高的工业园区,包括国家级、省级、市级等各类涉VOCs园区,加强周边敏感点的监测布点。采样位置应符合国家相关空气采样规范的要求,避免周边工厂、加油站、实验室、餐饮油烟等VOCs排放源的干扰,监测期间禁止对站房进行粉刷、铺设防水沥青等操作。