我国挥发性有机液体储库VOCs排放标准现状分析

针对地方政府、VOL(挥发性有机液体)储库和治理企业进行VOCs(挥发性有机物)治理时面临排放标准选择困惑的现状,根据地方行业性标准>国家行业性标准>地方综合标准>国家综合标准的标准选择顺序,对我国部分地区(北京市、上海市、厦门市、重庆市)现行的相关排放标准进行分析.结果表明:(1)对于汽油储库,全国均执行GB 20950—2007《储油库大气污染物排放标准》(北京市除外);(2)对于原油及成品油(汽油除外)储库,各地区优先执行本地区《工业企业挥发性有机物排放控制标准》,其次是本地区《大气污染物综合排放标准》,最后是国家的GB 16297—1996《大气污染物综合排放标准》,北京市、上海市、厦门市和重庆市《大气污染物综合排放标准》中NMHC(非甲烷总烃)最高允许排放质量浓度分别是GB 16297—1996标准限值的42%、58%、83%和100%;(3)工业企业VOCs排放标准或大气污染物综合排放标准的NHMC最高允许排放质量浓度约为GB 20950—2007标准限值的3‰,因此准确选择排放标准显得尤为重要.研究显示,生态环境部应尽快修订GB 20950—2007,将适用范围扩大为原油及成品油或VOL储库,并适度加严标准限值,推动行业有序发展.

北京市1990—2030年加油站汽油VOCs排放清单

加油站汽油销售量随机动车保有量同步快速增长,并已成为北京市VOCs主要来源之一.为准确估算加油站VOCs排放,在比较国内外加油站VOCs排放因子的基础上,结合北京市加油站油气治理过程,估算北京市1990—2014年加油站VOCs排放清单,并预测2015—2030年排放清单.结果表明:1中国、US EPA(美国国家环境保护局)和EEA(欧洲环境署)的加油站VOCs未控制排放因子分别是CARB(美国加州空气资源委员会)排放因子的1.78、1.38和0.85倍;2根据CARB排放因子和北京本地油气治理措施计算得到北京市2003年、2008年和2030年VOCs加权排放因子,分别为2 103、263和80 mg/L,2008年和2030年控制效率分别为2003年的88%和96%;32003年加油站VOCs排放量达到峰值(5 134 t/a),在北京市实施DB 11/208—2003《加油站油气排放控制和限值》后,2008年VOCs排放量减至1 195 t/a,城六区排放量约占全市的60%;4《北京市2013—2017年清洁空气行动计划》实施后,预测2017年、2022年和2030年的VOCs排放量分别为1 252、976和531 t/a,2030年汽油消费量是1990年的8.8倍,但VOCs排放量仅为1990年的34%.研究显示,北京市加油站油气回收工作为加油站VOCs减排做出了巨大贡献.

加油站油气处理装置作用及VOCs排放现状

我国GB 20952—2007《加油站大气污染物排放标准》首次提出加油站安装油气处理装置,但是部分油气回收从业人员对油气处理装置的作用存在一些认识误区.通过对美国加州加油站油气处理装置的发展历程进行回顾,阐述加油站油气处理装置的作用,并对油气处理装置VOCs(挥发性有机物)的排放现状进行全口径检测和分析.结果表明:①油气处理装置是加油站油气回收系统的重要组成部分,主要用于控制StageⅠ(卸油油气回收系统或第一阶段油气回收系统)和StageⅡ(加油油气回收系统或第二阶段油气回收系统)工作时埋地油罐压力增加所导致的无组织排放,但它不能取代StageⅠ.②2016—2018年北京市油气处理装置NMHC(非甲烷总烃)排放浓度分别为5.43、3.67和2.30 g m 3,达标率由98.5%升至99.7%;春、夏、秋、冬四季NMHC平均排放浓度分别为3.54、4.68、3.13和1.64 g m 3,其中夏季NMHC排放浓度最高;“吸附”和“冷凝+膜”处理效果略优于“膜分离”.③2017年北京市油气处理装置NMHC排放浓度相对于排放标准(≤20 g m 3)的达标率为97.6%,NMHC排放浓度≤10 g m 3的比例为90.4%.研究显示,加油站油气处理装置是埋地油罐压力控制装置,为减少油罐及其附属设施的无组织排放发挥了重要作用,值得进一步开展研究.

加油站油气处理装置VOCs化学组成及二次污染生成贡献

加油站油气处理装置是控制埋地油罐油气压力并对油气进行回收处理的装置,测试分析油气处理装置进口和出口挥发性有机物(VOCs)化学组成,利用最大增量反应活性(MIR)和气溶胶生成系数(FAC)估算VOCs的臭氧生成潜势(OFP)和二次有机气溶胶生成潜势(SOAP),量化评估其二次污染生成贡献.结果表明:(1)油气处理装置进口和出口ρ(TVOC)分别为436~706 g·m^(-3)和4.98~10.04 g·m^(-3),VOCs排放主要为烷烃(72%±4%)、含氧有机物(14%±2%)和烯烃(11%±5%).不同处理工艺VOCs排放差异较小,关键物种均为异戊烷(约25%),其次为正丁烷、异丁烷和正戊烷.(2)油气处理装置出口排放的VOCs臭氧生成系数(SR值)为2.6~3.3 g·g^(-1),OFP为3.5~25.6 g·m^(-3),其中烯烃对OFP贡献率(43%~69%)最大,其次为烷烃(20%~35%)和含氧有机物(10%~22%),OFP主要贡献物种为丁烯、顺-2-丁烯、反-2-丁烯、异戊烷和丙醛.(3)油气处理装置出口排放的VOCs中芳烃对SOAP贡献率(80%~92%)最大,SOAP主要贡献物种为甲苯、 1,2,4-三甲苯、 1,3,5-三甲苯和对-二乙基苯.结果显示,油气处理装置排放的VOCs各物种对二次污染贡献差异较大,丁烯类物种和甲苯类芳烃是车用汽油和油气处理装置VOCs排放控制的重点.

光散射颗粒物监测仪在环境空气监测中的适用性

为了研究光散射颗粒物监测仪在环境空气监测中的适应性,参照《环境空气颗粒物(PM_(10)和PM_(2.5))连续自动检测技术要求及检测方法》(HJ 653-2013),在北京秋季使用PQ200(滤膜采样器)对Dust Trak8530、LD-6S、HBKLW-2共3种光散射仪器进行比对测试。结果表明,3种光散射仪器的平行性都达标;在监测PM_(10)时,3种仪器与PQ200的线性相关系数都达标,斜率只有HBKLW-2达标,截距除HBKLW-2略微超标外都与标准相差较远;在监测PM_(2.5)时,3种仪器与PQ200的线性相关系数都达标且优于PM_(10),斜率只有HBKLW-2和LD-6S达标,截距绝对值相比PM_(10)有所减小,但只有HBKLW-2达标;经校正因子修正后,3种仪器与PQ200的线性回归斜率达标、相关系数不变、监测PM_(2.5)的截距相比PM_(10)更加接近标准值,故光散射仪器更加适用于环境空气PM_(2.5)监测。

加油VOCs排放因子测试方法研究与应用

加油站VOCs排放是北京市VOCs的主要来源之一,中国、美国环保署、欧洲环境署加油环节的未控制排放因子（UEF）分别是加州空气资源委员会（CARB）加油UEF（1 008 mg·L-1）的2.16、1.31和1.00倍,中国20年来汽油标准发生了变化,急需开展加油VOCs排放因子本地化研究.本研究对比发现欧盟加油排放因子测试方法比CARB简单易操作,借鉴欧盟方法加工了加油VOCs排放因子测试装置,并在北京市某加油站的美国加油油气回收系统（StageⅡ）开展加油VOCs排放因子测试.结果表明：1针对试验油箱,冬夏季加油油气回收效率分别是气液比（A/L）的0.93和0.83倍,夏季加油排放因子大于冬季,且回收效率小于冬季;2针对社会车辆,A/L=0时冬夏季加油UEF分别为（525±42）mg·L-1和（963±174）mg·L-1,分别是CARB加油UEF的0.52倍和0.95倍,冬夏季在A/L为1.05-1.07时的排放因子平均值分别为（55±30）mg·L-1和（112±108）mg·L-1;3选取无油气回收时社会车辆加油UEF作为北京市冬夏季加油UEF,结合试验油箱建立的冬夏季排放因子与A/L的线性方程,计算有油气回收时不同A/L的排放因子.

北京市城市道路尘土残存量和湿式积尘量特征

道路扬尘是大气细颗粒物的来源之一,道路清扫保洁可以降低道路积尘量和道路扬尘排放。收集北京市2015年道路尘土残存量(d≤2 mm)数据,采用道路积尘湿式采样器采集秋季道路积尘量(d≤180μm),分析道路积尘的空间和道路类型分布特征,道路积尘中有机物和无机物含量等,并与瑞典斯德哥尔摩城市道路积尘特征进行比较。结果表明:春、夏、秋、冬和年均值道路尘土残存量分别为26.1、15.7、14.9、15.0和17.9 g·m^(-2),4类城市功能区的道路尘土残存量分别为13.8、15.0、24.8和20.6 g·m^(-2);秋季首都功能核心区和城市功能拓展区道路积尘量分别是道路尘土残存量的3.2和2.5倍,是斯德哥尔摩市道路积尘量的5.3和3.9倍;道路积尘量主要来自车辆遗撒、车轮带泥、非铺装路肩风蚀水蚀和大气降尘等无机物,无机物约占道路积尘量的(86.8±5.1)%,最高可达95.8%。建议严格控制渣土车遗撒和车轮带泥等污染源,并加强道路清扫保洁。

道路积尘湿式采样器研发与测试评价

道路扬尘是大气细颗粒物的来源之一,道路清扫保洁可以降低道路积尘负荷和道路扬尘排放。干式吸尘方法在检测潮湿路面和未来更加清洁道路的积尘负荷时有局限性,研发了一款基于高压水冲洗回收的道路积尘湿式采样器,并对采样器的供水量稳定性、冲洗水回收率、道路积尘收集率和道路积尘粒径分布重现性等指标进行评价,结果表明:当水桶(20 L)水位为50%和100%时,采样器供水量分别为(604±3)m L和(606±2)m L,稳定且无差异;在3种粗糙度(大理石、水泥混凝土、沥青混凝土)道路的冲洗水回收率都≥95%;道路积尘收集率随尘土残存量增加而增加,收集率为88%~95%;采样器收集到道路积尘(≤180μm)的粒径分布与原始样品具有很好的重现性;湿式和干式吸尘积尘量的线性关系式为y=2.97x+29.58,R^2=0.63。建议采用道路积尘湿式采样器评价城市道路清扫保洁质量。

国内外储油库VOCs排放现状与标准分析

储油库大气污染物排放标准(GB 20950-2007)规定了储油库在储存和收发汽油过程中油气排放控制,不适用于原油、航空煤油和石脑油等油品.对美国和欧洲储油库油气排放标准或指令进行梳理,结合我国3个典型城市储油库油气处理装置油气排放现状分析,提出GB 20950-2007的修订建议.结果表明:①美国和欧洲储油库标准控制范围不仅包含汽油,还包含原油和其他有机液体;②GB 20950-2007的油气非甲烷总烃(NMHC)排放浓度限值分别是美国联邦标准Subpart XX、Subpart R和Subpart Y的0. 5、1. 8和8. 9倍,是美国南加州Rule 462和Rule 1142的1. 8和3. 1倍,是欧盟和德国指令的0. 7和500倍;我国一般地区油气泄漏限值是Subpart XX的0. 5倍,重点地区油气泄漏限值是Rule 462和Rule 1142的0. 7和2. 0倍.③我国3个典型城市储油库油气处理装置进口和出口NMHC排放浓度P5th^P95th数值范围分别为115~811 g·m-3和0. 1~20. 0g·m-3,85%以上的处理装置出口NMHC排放浓度≤10 g·m-3.建议将GB 20950-2007的适用范围扩大为原油、汽油(含乙醇汽油)、航空煤油和石脑油,油气处理装置NMHC排放浓度限值从25 g·m-3加严为20 g·m-3,增加特别排放限值10 g·m-3.

北京城市副中心(通州区)加油站VOCs排放清单

通州区作为北京城市副中心,面临着加油站VOCs排放量快速增长的巨大压力,本研究以通州区为例,建立了一套自下而上的加油站VOCs排放清单估算方法,利用北京市本地化加油站VOCs排放因子,结合每座加油站油品销售量,编制了通州区2015~2022年高时空分辨率加油站VOCs排放清单.结果表明:(1)北京市加油站在卸油、加油和罐压控制措施的基础上增加在线监控系统(OMS),汽油VOCs排放因子由190 mg·L^(-1)降至115 mg·L^(-1),再叠加50%车载油气回收系统,排放因子分别降至131 mg·L^(-1)和96 mg·L^(-1);加油站柴油VOCs排放因子(13 mg·L^(-1))是汽油未控制排放因子(1 552 mg·L^(-1))的0.8%;(2)通州区2015年加油站VOCs排放量为97.8 t·a-1,汽油和柴油VOCs排放量分别为96.2 t·a-1和1.6 t·a-1,分别占98.4%和1.6%,排放主要集中在北京市政府新址周边区域;(3)实施《北京市2013~2017年清洁空气行动计划》油气回收要求后,考虑油品销售量增长,通州区2017年和2022年加油站VOCs排放量相比2015年减排9%和6%,假设2022年底前在28座2 000~5 000 t·a-1的加油站也安装OMS,加油站VOCs排放量相比2015年减排13%;(4)2014年APEC期间单双号限行措施使加油站每日排放量减少了(22±12)%;(5)建议加强北京市政府新址周边区域加油站和夏季以及中午加油闲时的油气回收监管工作.

加油站气液比检测方法及其影响

气液比(A/L)是加油站油气回收系统的一项重要控制指标,利用A/L测试仪、光离子化VOCs检测仪和油气排放因子测试装置,研究了不同A/L检测连接方式对A/L检测结果、检测人员暴露浓度、油气排放和油气回收效率等的影响。结果表明,不同连接方式和是否预先向检测油桶注油会导致A/L检测结果不一致,如果油桶与流量计不连接,A/L检测值将是实际A/L的1.04倍,当按照A/L=1.00~1.20调整加油枪A/L时,实际A/L将在0.96~1.15之间;按照国标GB20952-2007连接方式检测A/L可以减少检测过程中约80%的加油油气排放,夏季检测人员暴露油气浓度将由451×10-6(体积浓度)下降至91×10-6(体积浓度),油气排放因子将由1 056 mg/L下降至242 mg/L,更可减少因油罐吸入空气造成额外的汽油挥发排放,但不能减少倒油油气排放。

北京加油站加油速率与车载油气回收系统的兼容性

车载油气回收系统(ORVR)可以控制汽车加油过程排放的VOCs,是控制臭氧和二次有机气溶胶污染的有效措施,但是给ORVR汽油车加油时加油速率过高会导致'跳枪',过低会导致ORVR失效。美国联邦法规要求给ORVR汽车加油的速率为15.1~37.8 L/min。本文对北京使用量排前5位的二阶段油气回收(Stage II)加油枪加油速率进行连续半年测试,研究加油速率分布特征及其与ORVR的兼容性,为确定ORVR试验参数和研究ORVR在中国的可行性提供依据。结果表明:1)美国(Healy、OPW、VR)、德国ZVA和中国永邦的Stage II加油枪高档加油速率分别为31.1,39.2,37.6 L/min,低档速率分别为25.0,30.0,32.2 L/min,ZVA高档速率不符合ORVR标准;2)Healy低档速率超标率为4.2%,ZVA和永邦高档速率超标率分别为66.7%和47.4%,ZVA低档速率超标率为3.3%;3)加油速率在半年内只有微小的下降。为保证ORVR的VOCs减排效果,建议ZVA和永邦降低加油枪加油速率。