揮發(fā)性有機(jī)物是空氣污染殺手
2013年02月04日 來源：南方都市報(bào)
2013年1月份飽受霧霾天氣困擾的北京，在采取臨時(shí)限行、限產(chǎn)等常規(guī)措施后，2月1日終于使出“殺手锏”———在“國Ⅴ”排放標(biāo)準(zhǔn)尚未正式生效實(shí)施之前，“搶先”實(shí)行了基本等同于“歐Ⅴ”的機(jī)動(dòng)車尾氣排放控制標(biāo)準(zhǔn)。
北京的舉動(dòng)，變相將此前一直否認(rèn)與極端嚴(yán)重空氣污染天氣有關(guān)的“兩桶油”(中石油、中石化)推向前臺(tái)。就在北京實(shí)施地方尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)“京Ⅴ”的前日，中石化董事長傅成玉在接受媒體采訪時(shí)還聲稱，油企對(duì)污染天氣有“貢獻(xiàn)”，并非因?yàn)橛推焚|(zhì)量不達(dá)標(biāo)，而是國家標(biāo)準(zhǔn)太低。
機(jī)動(dòng)車油品質(zhì)量被當(dāng)做造成華北、華東地區(qū)大范圍霧霾天氣的罪魁禍?zhǔn)祝蛔穯柦雮€(gè)月后，終于有了一個(gè)明確的說法。但在反對(duì)者看來，現(xiàn)行車用汽、柴油國家標(biāo)準(zhǔn)過低，固然是造成二氧化硫等大氣污染物增加的重要原因，更重要的是，油企在石油的運(yùn)輸、煉化，成品油的儲(chǔ)運(yùn)，以及機(jī)動(dòng)車尾氣排放等環(huán)節(jié)中，均扮演了大氣中“揮發(fā)性有機(jī)物”(VOC)的主要制造者的角色。
“機(jī)動(dòng)車尾氣中對(duì)空氣污染貢獻(xiàn)最大的，不是源自于油品高含硫量導(dǎo)致的二氧化硫，而是隨尾氣排出的VOC類物質(zhì)”，中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所的吳兌研究員說，車用汽、柴油質(zhì)量對(duì)霧霾天氣的影響，主要表現(xiàn)在油品從煉化一直到使用的全過程中VOC類物質(zhì)排放。
被忽視的VOC
作為地道北京人的吳兌現(xiàn)在很怕回到北京，但今年1月份卻回了三次。“都是參加環(huán)保部的會(huì)議，三次嚴(yán)重的霧霾天氣過程都碰上了”，吳兌說，北京1月份糟糕的空氣質(zhì)量，讓他想起2004-2005年期間廣州及珠三角地區(qū)嚴(yán)重的灰霾天氣，“今年北京的情形很像當(dāng)時(shí)的廣州”。
2004-2005年珠三角地區(qū)的嚴(yán)重灰霾天氣，使得廣州地區(qū)的學(xué)者有機(jī)會(huì)領(lǐng)先一步對(duì)這類“本質(zhì)上是PM 2.5等細(xì)顆粒物污染”的天氣現(xiàn)象有了系統(tǒng)研究，同時(shí)也吸引了一批國內(nèi)一流大氣環(huán)境科學(xué)家到廣州從事研究。
一系列研究得出了若干重要結(jié)論，為此后廣州的亞運(yùn)空氣質(zhì)量保障提供了重要的科學(xué)依據(jù)。其中兩個(gè)基本科學(xué)事實(shí)為此后的研究奠定了基礎(chǔ)，一個(gè)是“PM 2.5濃度異常是造成灰霾天氣的重要原因”，另一個(gè)是“VOC是光化學(xué)反應(yīng)的決定性前體物，同時(shí)也是PM 2.5中的二次有機(jī)顆粒的重要來源”。
數(shù)年過去，異常濃度的PM 2 .5成了人人喊打的“過街老鼠”，而造成PM 2 .5濃度異常的重要原因之一的VOC則鮮少為人提及。
以最近熱炒的“汽、柴油含硫量遠(yuǎn)超過歐美標(biāo)準(zhǔn)，使得汽車尾氣中二氧化硫排放遠(yuǎn)高于歐美發(fā)達(dá)國家，成為華北地區(qū)霧霾天氣的主要原因”的說法為例，吳兌認(rèn)為，這種說法看似正確，實(shí)則失之偏頗。相比與燃煤相關(guān)的生產(chǎn)、生活活動(dòng)排出的二氧化硫，汽車尾氣排出的二氧化硫量遠(yuǎn)低于前者，“汽車尾氣中主要的污染物仍然是氮氧化物和碳?xì)浠衔?rdquo;，而碳?xì)浠衔镏校蟛糠謱儆赩OC。
實(shí)際上，在環(huán)保部正在征求意見的“國V”排放標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)汽、柴油油品質(zhì)量的要求，除了大幅收窄含硫量指標(biāo)以外，更重要的是，在努力縮小成品油中烯烴和芳香烴含量限值與歐美國家的差異。在吳兌看來，機(jī)動(dòng)車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)和成品油質(zhì)量要求提高后，最大的變化，正是VOC的排放量。
VOC的最大的壞處是增加了大氣的氧化活性。換句話說就是，在大氣中已經(jīng)有了過量的二氧化硫、氮氧化物、氨等污染物的情況下，VOC及其在大氣中形成的半揮發(fā)性有機(jī)物，將成為“制造”PM 2.5的關(guān)鍵因素之一，進(jìn)而造成局地或者大范圍內(nèi)的極端空氣污染現(xiàn)象。
難辭其咎的油企
中石化含糊其辭的表態(tài)中，成品油質(zhì)量問題與空氣污染之間的關(guān)系，似乎被輕描淡寫的一句“國家標(biāo)準(zhǔn)太低”抹過去。但數(shù)據(jù)并不支撐這一說法。
國內(nèi)多個(gè)城市對(duì)大氣污染物的源解析均明確表明，機(jī)動(dòng)車尾氣是源自本地的大氣污染物中占比最大的部分。但機(jī)動(dòng)車尾氣中的哪些成分最終導(dǎo)致了PM 2.5等細(xì)顆粒物質(zhì)的生成，卻并不明確。吳兌則認(rèn)為，圍繞機(jī)動(dòng)車燃油的全產(chǎn)業(yè)鏈，都是造成PM 2.5濃度異常高值的原因，“主要就是VOC的排放”。
清華大學(xué)郝吉明院士和賀克斌教授，曾分別就2005年全國人為排放的顆粒物和揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行核算。這兩項(xiàng)研究基于統(tǒng)計(jì)年鑒、行業(yè)資料等材料，構(gòu)建了2005年全國兩大類空氣污染物的核算指標(biāo)體系，并分別就不同排放單位進(jìn)行了核算。
結(jié)果非常有意思，在賀克斌等主要基于一次排放物(即二氧化硫、氮氧化物、PM 10等)的核算研究中，機(jī)動(dòng)車等移動(dòng)源的排放，確實(shí)不是PM 2 .5的主要貢獻(xiàn)單元，最大的貢獻(xiàn)來自于水泥、電力、鋼鐵等工業(yè)部門，農(nóng)業(yè)部門的秸稈焚燒也占了很大的比重。這也部分證實(shí)了含硫量高的燃油，并不一定是二氧化硫的主要來源。
但如果在考慮VOC的情形下，移動(dòng)源的“重要性”就凸顯出來。在郝吉明等進(jìn)行的這項(xiàng)研究中，道路移動(dòng)源和非道路移動(dòng)源的VOC排放總量，成為全國VOC排放最大的單元，也是地區(qū)間差異最大的單元。而兩者均與油品質(zhì)量有明顯的關(guān)聯(lián)。
如果進(jìn)一步考察與車用燃油相關(guān)的行業(yè)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，原油的開采加工煉化、成品油的儲(chǔ)藏運(yùn)輸和使用、相關(guān)石化衍生品(如涂料溶劑等)的使用，都是VOC的重要來源。說石化工業(yè)(生產(chǎn)和使用)是VOC的最大排放源毫不為過，石化企業(yè)對(duì)空氣污染的形成確實(shí)難辭其咎。
吳兌也建議，更應(yīng)該關(guān)注汽、柴油的生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)和使用過程中VOC類物質(zhì)的排放，“不能僅關(guān)注硫含量，而忽視了更大的空氣質(zhì)量隱患”。
提升油質(zhì)的困境
在環(huán)保部于去年10月公布的《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃重點(diǎn)工程項(xiàng)目》中，與此相關(guān)的項(xiàng)目包括了8個(gè)大類中的2類，即“重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物污染治理項(xiàng)目”和“油氣回收治理項(xiàng)目”，其中前者1311個(gè)項(xiàng)目將投資400億元，其中1/3強(qiáng)與石化企業(yè)有關(guān)；后者則全部是石化行業(yè)的相關(guān)環(huán)節(jié)，共281個(gè)大項(xiàng)目(含23468個(gè)加油站、11262輛油罐車、573個(gè)儲(chǔ)油庫)，總投資215億元。兩者預(yù)計(jì)將共獲得101萬噸/年的VOC減排能力。
在環(huán)保部門強(qiáng)力推動(dòng)的同時(shí)，石化企業(yè)的步伐卻顯得緩慢。就燃油供應(yīng)環(huán)節(jié)而言，石化企業(yè)需要做到的無非是降低成品油中硫、烯烴和芳烴等有毒害物質(zhì)的含量，技術(shù)措施無外乎硫磺回收、連續(xù)重整、芳烴抽提，但真正能同時(shí)進(jìn)行上述煉化過程的煉油廠并不多。
據(jù)北京一家技術(shù)服務(wù)公司統(tǒng)計(jì)，截至2011年，全國有芳烴抽提裝置的煉油廠一共67家，總規(guī)模1167萬噸/年。這個(gè)數(shù)字看似龐大，相比全國的煉化石油總量，則相當(dāng)稀少。比如僅中海油惠州煉化廠，一年消耗原油量即達(dá)到1200萬噸。而近年來國內(nèi)此起彼伏的PX(對(duì)二甲苯)項(xiàng)目，其本質(zhì)正是石油煉化過程中對(duì)芳烴物質(zhì)進(jìn)行分離、抽提、純化和再加工。
一方面是石化企業(yè)對(duì)于PX等芳烴類產(chǎn)品的青睞，不惜新建項(xiàng)目專門生產(chǎn)，一方面卻又不愿對(duì)現(xiàn)有的煉化企業(yè)進(jìn)行技改。“國Ⅴ”排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)說明透露了其中原因：“所有早期建設(shè)的國內(nèi)煉油企業(yè)的二次加工能力都是以催化裂化為主，催化重整比例偏低，烷基化、MTBE(甲基叔丁基醚，一種汽油添加劑，在部分國家已逐步禁用)等高辛烷值組分生產(chǎn)裝置能力不足”。
也正是這樣，即便在最近一兩年內(nèi)，全國的機(jī)動(dòng)車都將實(shí)施“國Ⅴ”排放標(biāo)準(zhǔn)，與該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的汽油中的有害物質(zhì)限值，仍不能完全達(dá)到“歐Ⅴ”標(biāo)準(zhǔn)，其中主要就是烯烴、芳烴的含量偏高，而兩者，尤其是芳烴，是重要的VOC來源。
其實(shí)在煉化企業(yè)內(nèi)部，對(duì)此也有清醒認(rèn)識(shí)。據(jù)中海油惠州煉化廠的一份內(nèi)部培訓(xùn)資料，“汽油的烯烴含量及硫含量高”、“柴油的硫含量高，安定性差”也被認(rèn)為是中國油品質(zhì)量的主要問題。進(jìn)一步的研究表明，“降低芳烴含量，可明顯減少尾氣中有毒物質(zhì)排放”；“降低烯烴，可明顯降低同臭氧結(jié)合的傾向，降低發(fā)生光化學(xué)煙霧的概率”。
但這些都將涉及技改，甚至是整個(gè)煉化流程的改造。而在“國Ⅴ”排放標(biāo)準(zhǔn)的起草方評(píng)估中，國內(nèi)目前只有“中石化燕山石化、高橋石化、廣州石化、鎮(zhèn)海煉化，中石油華南銷售分公司”等為數(shù)不多的公司具有供應(yīng)滿足“國Ⅴ”標(biāo)準(zhǔn)汽油的技術(shù)能力。
北京強(qiáng)霾分析
5次22天
分別發(fā)生在1月6日至8日、9日至15日、17日至19日、22日至23日、25日至31日。
污染物分析
是英國倫敦1952年煙霧事件和上世紀(jì)40至50年代美國洛杉磯光化學(xué)煙霧事件污染物的混合體，并疊加了我國特色的沙塵氣溶膠，是人為粗放式排放和自然生態(tài)被破壞的直接后果。
強(qiáng)霾“貢獻(xiàn)”
機(jī)動(dòng)車、采暖和餐飲排放對(duì)強(qiáng)霾污染的“貢獻(xiàn)”超50%。機(jī)動(dòng)車為PM 2.5的最大來源，約為1/4。其次為燃煤和外來輸送，各占1/5。油氣揮發(fā)和局地烹飪排放有快速上升趨勢。
污染來源
華北地區(qū)冬季的燃煤供暖、環(huán)渤海地區(qū)的石油煉化(天津、唐山、滄州、北京、石家莊)、山西的煤焦化、河北的鋼鐵工業(yè)(邢臺(tái)、邯鄲、曹妃甸)、山東的水泥工業(yè)、北京的機(jī)動(dòng)車。
防范污染
京津冀區(qū)域應(yīng)重點(diǎn)控制工業(yè)和燃煤過程，重點(diǎn)在于燃燒過程的脫硫、脫硝和除塵；同時(shí)要高度關(guān)注柴油車排放和油品質(zhì)量。
?京公網(wǎng)安備110102000421號(hào)
