VOCs污染防治是目前我國大氣污染治理的重點工作之一。本研究通過收集、整理、分析我國重點行業(yè)建設項目環(huán)評報告書，并與美國VOCs模擬研究現狀進行對比，從模擬因子、評價標準、模擬程度等方面出發(fā)，分析建設項目環(huán)評VOCs模擬工作中存在問題，提出建議對策，旨在規(guī)范我國環(huán)境影響評價領域VOCs模擬。
揮發(fā)性有機化合物（VolatileOrganicCompounds）簡稱VOCs，我國對其定義為“在標準狀態(tài)下飽和蒸氣壓較高（標準狀態(tài)下大于13.33Pa）、沸點較低、分子量小、常溫狀態(tài)下易揮發(fā)的有機化合物”[1]。VOCs對人體健康、大氣環(huán)境等影響如下：（1）VOCs易與其他大氣污染物發(fā)生光化學反應，產生臭氧（O3）等二次污染物[2,3]。（2）VOCs是大氣細顆粒物（PM2.5）及二次有機氣溶膠（SOA）主要前驅體[2,4,5]。（3）部分VOCs如鹵代烴類，會與O3發(fā)生循環(huán)鏈式反應，破壞臭氧層[6]。（4）多環(huán)芳烴、鹵代烴等VOCs具有一定致癌、致畸、致突變性[2,7,8]。
已有研究表明VOCs對人體呼吸、視覺等系統(tǒng)有刺激和毒害作用，也可通過食物鏈累積進入人體，誘發(fā)神經系統(tǒng)疾病[9]。如氯乙烯可誘發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病，對二氯苯對人體具有致癌作用[10-11]。一些研究者開展了VOCs排放清單、模擬、成分譜等研究工作[12-14]，例如余宇帆等建立了2006年珠江三角洲地區(qū)重點行業(yè)和分城市的VOCs排放清單[6]；莫梓偉等綜述了我國典型排放源VOCs成分譜組分特征，認為工業(yè)排放成分譜研究仍有所欠缺[12]；謝旻等利用Calgrid模擬了中國NOx和VOCs自然源排放排放在不同季節(jié)對對流層化學的影響，發(fā)現自然源排放模擬存在較大的不確定性[13]；李浩等研究結果表明，工業(yè)燃燒排放、生產工藝過程中的VOCs排放，是造成2013年夏季長三角區(qū)域高濃度O3的主要原因[14]。VOCs重點行業(yè)環(huán)境影響評價工作中，一般采用數學模型預測項目排放大氣污染物對環(huán)境的影響，通過建模來模擬污染物在大氣中輸送、擴散、轉化和清除等物理、化學機制[15]。2016年，全國地市級以上環(huán)評審批建設項目約5萬多個，其中石化、化工、醫(yī)藥等VOCs排放項目約占8%，但較少有研究者分析我國環(huán)境影響評價VOCs模擬情況。
本研究介紹了環(huán)評項目中常用數值模型，收集石化、汽車制造、鋼鐵等重點行業(yè)建設項目環(huán)評報告書，分析其中VOCs模擬存在的問題，并結合當前環(huán)境管理要求提出對策建議。
1環(huán)評VOCs模擬相關模型
《環(huán)境影響評價技術導則大氣環(huán)境》*了AERMOD、ADMS、CALPUFF等作為進一步預測模型，可模擬點源、面源、體源等，3種模型均可模擬VOCs一次污染情況，但僅有CALPUFF可模擬VOCs生成的SOA（表1），具體介紹如下。
1.1AERMOD
AERMOD（AMS/EPARegulatoryModel）是穩(wěn)態(tài)煙羽模型，分為AERMOD(擴散模塊)、AERMET(氣象預處理模塊)、AERMAP(地形預處理模塊)等三大模塊，可模擬大氣污染物空間濃度分布，適用于模擬一次污染物（二氧化硫、二氧化氮、VOCs等一次污染物）[16]。
1.2ADMS
ADMS（AtmosphericDispersionModellingSystem）是三維高斯模式，基于Monin-Obukhov長度、邊界層高度來定義邊界層結構參數，在非穩(wěn)定條件下垂直擴散使用了傾斜式的高斯模式，ADMS目前有多個版本（城市、環(huán)評、工業(yè)等），適用于模擬一次污染物[17]。
1.3CALPUFF
CALPUFF模式系統(tǒng)主要包括CALMET氣象模式、CALPUFF擴散模式等，CALPUFF是拉格朗日煙團擴散模式，利用CALMET輸出的氣象場，模擬污染源排放污染物輸送、擴散、沉降等過程，適用于從幾公里到幾百公里模擬。CALPUFF模式包含線性化學機制，可模擬二次硫酸鹽和硝酸鹽以及SOA的生成，當考慮VOCs二次化學反應時，可以選擇以下三種組合情況：（1）甲苯、二甲苯、SOA；（2）α-蒎烯、β-蒎烯、SOA；（3）甲苯、二甲苯、α-蒎烯、β-蒎烯、SOA[18~20]。
2美國VOCs模擬研究進展
2.1美國VOCs定義
美國VOCs定義：“參與大氣光化學反應的任何碳化合物，不包括一氧化碳、二氧化碳、碳酸、金屬碳化物、金屬碳酸鹽、碳酸銨、微光化學反應物質（美國環(huán)保署認為其光化學反應可忽略不計）”，美國環(huán)保署共了60種（類）微反應物質（截至2014年12月30日）。一些VOCs組分以及微反應物質，由于其有毒有害的特性，被歸入HAPs（有害大氣污染物）。美國未建立VOCs相關的環(huán)境質量標準，對其時空濃度分布也沒有直接模擬要求，但構建了囊括VOCs危害特性管理的體系。
2.2VOCs光化學反應模擬
美國較為關注VOCs光化學過程（尤其是臭氧生成）的模擬，常用的光化學模型有CMAQ、CAMx，均屬于第三代空氣質量模型，在污染模擬中可考慮各種污染現象。
2.3HAPs模擬及健康風險評估
美國重點關注有毒有害揮發(fā)性有機物在大氣中的濃度時空分布、環(huán)境健康風險。大氣濃度分布通常采用AERMOD、CALPUFF等模型模擬，模擬考慮干沉降、濕沉降參數，模擬結果用于環(huán)境健康風險評估，美國人體健康風險評價導則（HHRAP）中根據AERMOD、CALPUFF模擬的大氣中污染物濃度、干濕沉降結果，考慮多種途徑進入人體，進行全面健康風險評估。
3我國重點行業(yè)環(huán)評VOCs模擬研究進展
本研究收集了27本石化行業(yè)、汽車制造、鋼鐵等建設項目報告書，對評價等級、評價標準、數值模型、模型參數等內容進行研究，并重點分析環(huán)評中VOCs模擬存在的一些問題。
3.1石化行業(yè)環(huán)評VOCs模擬剖析
石化行業(yè)涉及的有機物質種類繁多，在開采、煉制、生產和運輸等環(huán)節(jié)均有VOCs產生。石化企業(yè)管閥件和接口的跑冒滴漏、石化產品儲罐運輸、有機廢水冷卻呼吸等過程均會形成無組織VOCs排放[21-22]。本研究對11本石化項目環(huán)評報告進行分析，發(fā)現該類項目大氣影響以二級評價為主，VOCs模擬因子主要選取非甲烷總烴（NMHC）和甲醇，常用模型為AERMOD，石化項目環(huán)評均對VOCs進行了一次模擬，但均未分析VOCs二次反應生成SOA的情況。
3.2汽車制造行業(yè)環(huán)評VOCs模擬剖析
汽車生產主要包括沖壓、焊裝、涂裝、總裝4個環(huán)節(jié)，VOCs污染主要產生于涂裝環(huán)節(jié)。常用涂裝工藝為“前處理+電泳+密封+中涂+面涂+烘干”，其中前處理工序是對車身表面進行*清潔。電泳工序用于在車身內外涂裝底漆，所用的油漆量zui大，但多采用水性環(huán)保漆，VOCs產生量很小。中途、面涂工序中一般采用傳統(tǒng)溶劑型漆，在噴漆和烘干過程中會造成大量溶劑揮發(fā)，VOCs產生嚴重[23]。
本研究針對11本汽車制造環(huán)評報告進行分析，發(fā)現大部分汽車制造環(huán)評對大氣環(huán)境進行三級評價，使用zui多的模型為ADMS、AERMOD；二甲苯、NMHC是常用VOCs模擬因子，很多項目中未模擬苯、酮類等污染因子（模擬因子漏項）；不同報告書中選用的空氣質量標準存在較大差異，其中《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》（TJ36-79）是使用zui多的環(huán)境質量標準，但該標準制定時間過于久遠（1979年）、限值過松（例如二甲苯限值過高、缺少NMHC限值），導致對標價值不大，且不少報告書在評價過程中使用了以色列、前蘇聯等地區(qū)的標準；汽車制造項目環(huán)評均對VOCs進行了一次模擬，但均未分析VOCs二次反應生成SOA的情況。
3.3鋼鐵行業(yè)環(huán)評VOCs模擬剖析
長流程鋼鐵企業(yè)工序較多，焦化、燒結、熱軋、冷軋等工序均排放VOCs，成分譜有所不同[24]，焦化VOCs以乙烷、乙烯、苯等為主，燒結VOCs以甲苯、苯、二甲苯、乙苯等為主[25]，熱軋VOCs以甲苯、二甲苯、苯、乙苯等為主，冷軋VOCs以甲苯、二甲苯、苯、乙苯等為主[26]。
本研究對5本鋼鐵行業(yè)環(huán)評報告書（均為長流程鋼鐵項目）分析，發(fā)現我國鋼鐵環(huán)評較少模擬VOCs一次污染情況，也未對VOCs二次反應產生SOA情況進行分析。
4環(huán)境影響評價VOCs模擬研究的不足及展望
4.1本研究發(fā)現同類行業(yè)環(huán)評選用的VOCs模擬因子、環(huán)境質量標準均存在一定差異，鋼鐵項目較少模擬VOCs一次污染物，所分析27本石化、汽車、鋼鐵項目環(huán)評均未模擬VOCs二次反應生成SOA情景，此外一些VOCs屬于惡臭物質，相關環(huán)評報告書也未考慮模擬企業(yè)排放惡臭對周圍環(huán)境影響。
4.2建議對建設項目環(huán)評VOCs的排放因子、成分譜、環(huán)境質量標準進行規(guī)范，開展VOCs模擬方法標準化應用研究，特別是加強VOCs在環(huán)評工作二次污染模擬研究，進一步推進VOCs環(huán)境人體健康工作。
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