導(dǎo)讀：揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）是臭氧的重要前體物。VOCs與氮氧化物在紫外線下發(fā)生復(fù)雜的非線性反應(yīng)，導(dǎo)致對流層臭氧的累積，在靜穩(wěn)氣象條件下造成城市光化學(xué)煙霧。同時(shí)，VOCs對PM2.5污染亦有貢獻(xiàn)。因此，控制VOCs對城市空氣質(zhì)量管理是一個(gè)重要命題。
荷蘭鹿特丹港是歐洲最大的港口，也曾深受VOCs污染困擾。鹿特丹港擁有5個(gè)煉油廠、30個(gè)油庫以及5個(gè)大型化工廠。根據(jù)政府年度環(huán)境報(bào)告，這些企業(yè)每年排放大約1.4萬噸VOCs。這些VOCs通過煙囪排放，還有一些來自閥門或儲油罐的無組織排放。
為了減少這些復(fù)雜的污染物對港區(qū)及城市的空氣質(zhì)量影響，保護(hù)公眾健康，鹿特丹港從監(jiān)測到法規(guī)摸索出了一套行之有效的VOCs管控方法。
政府指導(dǎo)下的企業(yè)VOCs控制策略
企業(yè)是VOCs排放的主體，也是VOCs管控的主體。在鹿特丹港區(qū)，企業(yè)在政府指導(dǎo)下采取最佳可行技術(shù)，對點(diǎn)源和無組織排放有不同的管控策略。
根據(jù)荷蘭當(dāng)?shù)氐姆梢?guī)定，對于煙囪排放以及無組織排放的VOCs，企業(yè)要在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段就納入污染控制設(shè)備。當(dāng)企業(yè)向當(dāng)?shù)卣暾埈h(huán)境許可時(shí)，必須表明所采取污染控制設(shè)備是根據(jù)最佳可行技術(shù)來設(shè)計(jì)的。一般來說，企業(yè)可以參考?xì)W洲最佳可行技術(shù)參考文件（BREF）選取適用的污染控制技術(shù)。鹿特丹區(qū)域環(huán)保局也參考這些文件對企業(yè)的環(huán)境申請進(jìn)行審批。
如果企業(yè)在上述文件中找不到適用于自己的參考技術(shù)，鹿特丹區(qū)域環(huán)保局會指導(dǎo)企業(yè)找到合適的最佳可行技術(shù)。鹿特丹區(qū)域環(huán)保局判斷的標(biāo)準(zhǔn)包括該技術(shù)過去的應(yīng)用情況或該技術(shù)的成本效益分析。
企業(yè)有責(zé)任根據(jù)環(huán)保局的要求提供技術(shù)的相關(guān)信息，如在成本效益分析中，企業(yè)要計(jì)算減排技術(shù)的總成本和技術(shù)可以達(dá)到的總減排量。經(jīng)過計(jì)算，如果某項(xiàng)技術(shù)每減少1千克VOC總的減排成本低于15歐，企業(yè)就必須應(yīng)用該技術(shù)。
針對點(diǎn)源VOCs排放，與世界上很多國家一樣，鹿特丹區(qū)域環(huán)保局在給企業(yè)的環(huán)境許可文件中對工廠的每一個(gè)煙囪都有明確的排放限值要求。環(huán)保局設(shè)定排放限值的依據(jù)包括歐洲最佳可行技術(shù)參考文件（BREF）和歐洲工業(yè)排放指令。企業(yè)必須對每個(gè)煙囪進(jìn)行監(jiān)測。政府也明確了監(jiān)測方法，企業(yè)需要遵照執(zhí)行。
一般來說，VOCs排放過高或排放量較大煙囪，企業(yè)需要對其進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。對于排污量較小的煙囪，企業(yè)只需要對其進(jìn)行定期或者單次的檢測就可以了。
無組織VOCs排放是管控的一大難題。荷蘭目前沒有規(guī)定明確的排放限值。但為了減少這類排放，荷蘭環(huán)保部門基于成本效益分析，會對產(chǎn)生無組織排放的工業(yè)操作提出特殊的控制要求。這些要求會被寫入企業(yè)的環(huán)境許可證中，企業(yè)必須遵照執(zhí)行，否則會面臨處罰。
盡管荷蘭沒有規(guī)定無組織VOCs排放的限制，但監(jiān)測仍是必不可少的。在鹿特丹港區(qū)，企業(yè)必須根據(jù)歐洲最佳可行技術(shù)參考文件（BREF）中的監(jiān)測方法來測量無組織排放的VOCs，主要的方法是泄漏檢測與修復(fù)技術(shù)（LDAR）。
此方法要求監(jiān)測人員將氣體采樣探測器放置于所有密封組件的表面，沿著表面測量散逸的VOC濃度。如果檢測出VOC濃度較高時(shí)，該設(shè)備組件需要立即維修。但當(dāng)某些組件的位置較高不方便監(jiān)測人員手工探測時(shí)，需要使用紅外攝像機(jī)。紅外攝像機(jī)相對于采樣探測器可以更快的發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的高處組件的泄露。
政府監(jiān)管形成VOCs管控閉環(huán)
歐盟對每個(gè)成員國都設(shè)定了VOCs排放總量的國家限額。作為歐盟成員國之一的荷蘭，當(dāng)前每年的VOCs全國排放總量限額是18.5萬噸。到2020以后，荷蘭的VOCs排放限額會降低至16.7萬噸。
除了限制排放總量，歐盟和荷蘭對很多單個(gè)物種VOC還規(guī)定了環(huán)境濃度。苯是鹿特丹港口中最關(guān)鍵的VOC，歐盟法規(guī)要求其環(huán)境濃度限值為5微克/立方米，荷蘭對其要求更嚴(yán)，限值為1微克/立方米。鹿特丹港區(qū)有5個(gè)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測站連續(xù)監(jiān)測如苯、甲苯這樣的VOCs。監(jiān)測結(jié)果用于檢查VOC實(shí)時(shí)濃度是否超出環(huán)境限值，還可用于查找排放源以及驗(yàn)證企業(yè)上報(bào)的監(jiān)測結(jié)果。
鹿特丹區(qū)域環(huán)保局的應(yīng)急室在鹿特丹港口的VOCs溯源方面也發(fā)揮了重要作用。比如，當(dāng)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測站監(jiān)測到苯的濃度超過限值時(shí)，應(yīng)急室就會收到通知。根據(jù)風(fēng)速，風(fēng)向以及氣象條件，應(yīng)急室會鎖定排放源位置，進(jìn)而通過致電或上門檢查可疑企業(yè)或停港船舶。此外，當(dāng)市民聞到可能與VOC有關(guān)的氣味時(shí)，也可致電應(yīng)急室投訴。
企業(yè)必須上報(bào)所有的煙囪排放和無組織排放的監(jiān)測和檢測結(jié)果。但有時(shí)企業(yè)可能監(jiān)測能力不足，或監(jiān)測結(jié)果不準(zhǔn)。因此，鹿特丹區(qū)域環(huán)保局還額外利用監(jiān)督性監(jiān)測技術(shù)來核查企業(yè)上報(bào)的污染物。這些額外的監(jiān)測也有助于發(fā)現(xiàn)意外的VOCs排放。目前，鹿特丹區(qū)域環(huán)保局主要采用的監(jiān)督性監(jiān)測技術(shù)有四種。
紅外掩日通量法（SOF）
這種方法適用于評估區(qū)域內(nèi)VOCs的整體排放量。在2008年和2016年，鹿特丹區(qū)域環(huán)保局委托一家瑞典公司采用這種方法對港區(qū)的VOCs排放量進(jìn)行了測算。一輛頂部裝有探測器的小貨車在主干道上行駛，測量車頂探測器和太陽之間的VOCs（烷烴）數(shù)量。
檢測結(jié)果顯示，鹿特丹港的烷烴排放量高于企業(yè)在其年度環(huán)境報(bào)告中匯報(bào)的排放量。此外，對比兩次檢測結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，從2008年至2016年，鹿特丹港的烷烴排放量有所下降。這些檢測結(jié)果有助于鹿特丹區(qū)域環(huán)保局調(diào)整VOCs管控策略。
差分吸收激光雷達(dá)（DIAL）
這種方法可用于識別未知的VOCs排放源。鹿特丹區(qū)域環(huán)保局曾使用這一方法來尋找工業(yè)園中未知的苯排放源。這種方法也依托于車載檢測設(shè)備。在一次廢水處理廠事故中，環(huán)保局利用該技術(shù)發(fā)現(xiàn)了極大的苯排放量，其峰值接近100千克/小時(shí)。
紅外攝相機(jī)
大約十年前，鹿特丹區(qū)域環(huán)保局購置了一臺紅外攝像機(jī)。該儀器能夠顯示VOCs排放點(diǎn)，但無法分辨所檢測到的是哪種特定的物質(zhì)。而如果想量化所顯示的VOCs排放量，則需要安裝額外的硬件及軟件。
鹿特丹區(qū)域環(huán)保局通過這種方式發(fā)現(xiàn)了許多未知的VOCs源，如蒸餾塔上的泄漏安全閥以及缺乏維護(hù)的儲油罐（見圖1）。如果將紅外攝像機(jī)搭載飛行器，則可以從空中發(fā)現(xiàn)大型的VOCs排放源，這一方式也在鹿特丹港得到了應(yīng)用。
蒸餾塔安全泄漏閥和泄漏的儲油罐的VOCs排放（紅色圓圈內(nèi)）
電子鼻系統(tǒng)
鹿特丹港還安裝了電子鼻系統(tǒng)對VOCs進(jìn)行監(jiān)測。該系統(tǒng)由200個(gè)以上的傳感器組成，可監(jiān)測環(huán)境空氣的氧化狀態(tài)，從而識別出VOCs泄露。盡管電子鼻無法指出是具體哪種物質(zhì)泄露，但若多個(gè)電子鼻檢測到空氣組成發(fā)生劇烈變化，應(yīng)急室會自動收到通知并立即搜尋排放源，采取進(jìn)一步應(yīng)對措施。
利用上述政策和技術(shù)手段，鹿特丹港建立了完整的VOCs管控閉環(huán)。
當(dāng)前，大型儲油罐和脫氣裝置的無組織排放仍是管控的難點(diǎn)，下一階段鹿特丹區(qū)域環(huán)保局也會制定政策，重點(diǎn)減少這些排放源的VOCs排放。在監(jiān)測技術(shù)方面，環(huán)保局將探索利用高光譜攝相機(jī)，識別具體的VOCs種類，以更精準(zhǔn)地對VOCs污染進(jìn)行溯源。
作者：荷蘭鹿特丹區(qū)域環(huán)境保護(hù)局 John Korsman，Sef van den Elshout
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