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李健軍:各地應為VOCs監測提供組織和資源保障

發布時間:2020-06-29來源:中國環境報

李健軍,歷任中國環境監測總站大氣監測室高級工程師、研究員、副主任,環境質量預測預報中心研究員、副主任、主任,現任中國環境監測總站副總工程師,從事大氣環境監測和預報相關業務發展及能力建設項目工作。


當前,臭氧已經成為僅次于PM2.5的影響優良天數的重要因素,在京津冀及周邊、長三角地區的一些城市,臭氧甚至成為影響空氣質量的首要污染物。進入夏季以來,臭氧對空氣質量的影響尤為明顯,加強VOCs監測監控作為控制VOCs排放、遏制臭氧污染的一項重要工作受到公眾關注。針對VOCs監測開展的現狀和近期重點工作,中國環境報記者采訪了中國環境監測總站副總工程師、大氣環境監測首席科學家李健軍。


在線監測在技術、裝備上還處在研究發展階段,這也是目前環境大氣VOCs監測存在的難點之一。


中國環境報:VOCs污染的特點是什么?對其監測有怎樣的重要性?


李健軍:VOCs有兩大特點,一是種類繁多、成分復雜。按照化學結構的差異,大氣VOCs包括十多類、成千上萬種有機物。二是來源廣泛、涉及面廣。VOCs來源于各種天然源及人為源的排放,涉及社會生產、生活的方方面面。


VOCs是臭氧和PM2.5的重要前體物,在陽光紫外線照射下與大氣中的氮氧化物發生化學反應,形成臭氧等二次污染物或強化學活性的中間產物,增加臭氧地表濃度。同時,部分VOCs本身也具有毒性、異味等性質。這些都會對自然環境和人體健康產生不利影響。因此,控制VOCs成為降低臭氧濃度的關鍵之一。


加強對污染源的VOCs監測,有助于全面掌握我國各行業企業的VOCs排放狀況,準確評估VOCs治理設施的運行效果并及時做出調整,科學支撐VOCs總量控制和削減核算,支撐污染防治政策的科學制訂和實施,并評估檢查治理成效,從而在根源上約束VOCs排放總量、遏制臭氧污染。


中國環境報:我國環境大氣VOCs監測手段有哪些?現狀如何?監測工作中存在哪些難點?


李健軍:目前國內常用的監測手段主要是實驗室手工監測(離線監測)和現場自動監測(在線監測)兩種。離線監測是將廢氣或環境空氣中的VOCs采樣后,將樣品送回實驗室,用氣相色譜法或氣相色譜質譜聯用法進行分析。離線采樣分析可能存在采樣時間長、采樣過程中受人為干擾、樣品在采樣容器中較難保證穩定性等問題。因此,許多研究機構和儀器公司開發了大氣中VOCs的連續自動在線監測技術和儀器,可以提高VOCs監測的時間分辨率,更好地幫助追蹤大氣中VOCs物質的大氣化學過程。但總體而言,在線監測在技術、裝備上還處在研究發展階段,這也是目前環境大氣VOCs監測存在的難點之一。


在實際操作層面,大氣VOCs監測質量控制技術研究亟待加強。單一的分析方法難以適用于所有種類的VOCs監測,需要根據目標需求選擇合適的監測方法。VOCs離線監測的主要難點在于解決采樣的吸附、降解等損失難題,提高監測的準確性、可靠性。VOCs在線監測需要加強主要活性物質監測的技術、裝備研究攻關,提高設備的便捷性和性能穩定性,以保證監測的時效性和數據質量。不同技術原理VOCs監測分析方法之間的比對監測,也有待進一步開展。


在法律法規和政策層面,為加強VOCs監測管控,我國已制訂大氣污染防治法、環境保護稅法等法律法規,發布了排污許可證申請與核發技術規范、排污單位自行監測技術指南等政策文件。但是,現有的VOCs在線監測系統方法標準體系還有待完善。在《環境空氣質量標準》(GB 3095-2012)中未對VOCs規定限值提出相關標準,環境空氣VOCs監測數據結果缺少評價依據。需要針對不同性質的VOCs增加分析目標物種類,以覆蓋更多的VOCs排放行業。目前,國家尚未發布便攜式儀器現場測定VOCs的方法標準,現場監測以及執法等工作缺少監測方法依據。


建議每個城市至少布設1個點位,并逐步進行區域優化,在上風向、臭氧高值區、VOCs高濃度點、下風向布設形成4類點位。


中國環境報:目前重點區域正在啟動VOCs環境監測,對于監測點位的布設您有哪些建議?


李健軍:從2018年起,中國環境監測總站就根據生態環境部統一部署,開始在京津冀及周邊、長三角、珠三角等7個地區78個地級以上城市開展環境空氣VOCs監測,掌握重點區域環境空氣VOCs及其對臭氧污染的影響狀況。今年夏季以來,總站按照生態環境部領導關于問題精準、時間精準、區位精準、對象精準、措施精準“五個精準”的要求,針對VOCs污染開展精細化監測,以此加強臭氧預測工作。在全國重點區域,覆蓋整個臭氧污染季的VOCs手工和自動監測工作持續開展。截至今年4月,全國共有120余個城市開展了VOCs監測,其中60余個城市開展了自動監測且大部分與總站聯網。


目前,相關監測數據已應用于環境質量分析與管理工作,幫助我們初步掌握了全國重點城市VOCs濃度水平、化學組成、污染特征等信息,為我國VOCs污染防治提供了基礎數據。同時,總站聯合科研院所、地方監測站,在VOCs監測的運行維護、質控核查和數據審核評估等方面初步形成了技術指導文件。


日前,生態環境部印發《2020年揮發性有機物治理攻堅方案》,提出十條措施目標促進實現VOCs排放量明顯下降,有效遏制夏季臭氧污染。


根據生態環境部部署,2020年夏季臭氧污染防治監督幫扶工作中,總站將開展廢氣排污單位自行監測抽測與專項檢查,對地方技術人員進行VOCs監測技術培訓;結合臭氧國控站、區縣站監測數據和VOCs監測數據,編制臭氧分析周報,提供精細化的預報產品;比較各城市臭氧和VOCs的濃度水平,并在重點城市分析臭氧敏感性及VOCs來源,結合全國第二次污染源普查數據積極探索分析VOCs特征及來源等,研究其對臭氧生成敏感性的影響,為監督幫扶工作的成效評估提供技術支持。


通過上述能力建設工作,全國生態環境監測站系統積累了監測點位布設的相關經驗。對重點區域VOCs進行環境監測,布設的監測點位要能夠代表這個城市的特征,并盡可能選擇城區臭氧高值點位,以監控其最大影響,同時在附近可以獲取氮氧化物、臭氧等監測數據。建議每個城市至少布設1個點位,并逐步進行區域優化,在上風向、臭氧高值區、VOCs高濃度點、下風向布設形成4類點位。


除了考慮人口聚集的城市區域點位,建議針對企業聚集集中、污染物排放負荷較高的工業園區,包括國家級、省級、市級等各類涉VOCs園區,加強周邊敏感點的監測布點。采樣位置應符合國家相關空氣采樣規范的要求,避免周邊工廠、加油站、實驗室、餐飲油煙等VOCs排放源的干擾,監測期間禁止對站房進行粉刷、鋪設防水瀝青等操作。


各地管理部門應加以重視,加強監督指導,為VOCs監測工作提供組織和資源保障,將任務分解落實至責任部門和單位。


中國環境報:目前地方在開展VOCs監測時存在哪些不足?您對此有哪些建議?


李健軍:VOCs監測較常規污染物來說更加復雜,對實驗室的儀器配置有較高要求。比如,在監測環境空氣中的VOCs物質時,實驗室需具備預冷凍濃縮前處理設備;要實現乙烯、乙炔、丙烷等低碳VOCs的測定,實驗室的常規GC/MS需增配FID檢測器、中心切割裝置或冷柱溫箱等輔助設備。但是,目前很多地市級監測站不具備這些硬件條件。


同時,監測人員能力還有待提升。VOCs濃度范圍變化大、活性差異顯著、成分復雜、種類多,難以采用一種方法對所有化學物質進行準確監測。針對VOCs不同物種的大氣化學作用、人體健康效應等不同監測目的,需要以相應的專業能力選擇不同的監測技術和方法。


目前,省級及大部分地市級環境監測站已具備一定的大氣VOCs實驗室監測能力,監測的VOCs種類從20余種到100余種不等。其中,對非甲烷總烴、苯系物、鹵代烴的測試能力最為普遍,對硫醇硫醚、醛酮等種類的VOCs同時測定有所開展,但是對臭氧前體物中低沸點的VOCs(如乙烯、乙炔等)監測能力不足。


因此,各地管理部門應加以重視,加強監督指導,為VOCs監測工作提供組織和資源保障,將任務分解落實至責任部門和單位。指導督促排污單位落實自行監測主體責任,將VOCs納入監測范圍并進行信息公開。同時,開展抽測抽查,規范排污單位自行監測行為。加強VOCs執法監測能力建設,從人員培訓、監測用房和設備經費等方面切實加強保障、投入,提高各級生態環境管理部門的污染源VOCs執法監測能力。


VOCs監測應按照相關標準、規范開展,從儀器選型、安裝調試驗收、日常運行維護、質量控制、數據審核全流程做好管理,并建立相應的質量體系,確保監測數據準確可靠。基于VOCs監測數據做好分析應用工作,分析本地臭氧污染的主控因子,篩選VOCs關鍵影響活性成分,識別來源,讓監測數據更好地為環境管理工作提供支撐。



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