中国人为源挥发性有机化合物的排放现状及未来趋势

挥发性有机化合物(VOC)是大气臭氧和二次有机气溶胶污染的关键前体物,准确描述其排放特征是研究我国区域复合大气污染的前提,对我国未来大气污染综合控制决策具有重要意义。本研究旨在建立我国高分辨率VOC排放清单,对我国人为源VOC排放的部门、时空、物种分布及大气环境性质进行全面分析。 研究首先针对130余种排放源,建立了4级污染源分类系统;基于VOC物理结构和化学性质特征,建立了VOC物种分类系统。在此基础上,构建了可以映射到第4级排放源的活动水平、排放因子、化学组分数据库;开发了排放清单不确定性定量分析模型。由此构建了我国高分辨率VOC排放清单的编制技术方法。 生物质家庭炉灶燃烧和溶剂产品使用是重要的、与发达国家存在典型差异的VOC排放源,其VOC排放因子和化学组成存在着较大的不确定性。因此,本研究针对这两类污染源进行了测试与调研,补充完善了我国VOC排放因子数据库。一方面,建立了固定燃烧源VOC采样分析系统,通过现场测试获得了典型生物质炉灶燃烧过程的VOC排放因子和化学组成。同时,针对10类重要溶剂产品,基于系统调研计算其在不同行业、不同技术条件下的VOC排放水平和特征。 基于上述工作,建立了中国当前及2020年的人为源VOC排放清单。结果表明,2005年我国VOC排放量为19,406 kt。其中,固定燃烧源、道路移动源、溶剂产品使用源和工业过程源是主要的排放部门,分别贡献了总排放的28.3%、24.2%、17.6%和15.8%。VOC排放的空间分布很不平衡,江苏、山东、广东是排放最高的省份,排放量均超过了1,500 kt。化学组分方面,主要由烷烃(20%)、不饱和烃(21%)、苯系物(30%)构成,表现出了较高的大气氧化活性和毒性,其平均光化学臭氧生成潜势(POCP)为53.7,毒性VOC的排放比重约占30%。 预测结果表明,至2020年,在现有控制政策下,我国人为源VOC排放量将增至26,523 kt;若参考发达国家的法规标准,针对工业过程源和溶解产品使用源采取更为严格控制措施,有可能将VOC排放量维持在19,943 kt。