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臭氧防治有多难?珠三角的得与失

时间:  来源:南方周末  作者:杨凯奇

“臭氧防治有多难?可能我们每个城市都做了100%的努力,臭氧浓度还会继续上升。”

“这跟治PM2.5大不一样。”蒋宏奇感慨,管好一百多个发电机组,就能管控住PM2.5排放的大头。“VOCs排放源则可以十万计,而且排放很分散,你从十万个排放源里抓出一万个,才能管控80%。所以我们强调要‘精准治污’。”

“每个城市之间的臭氧污染是如何相互影响的,目前的科研水平还无法精细地阐释。”

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中国广州分析测试中心科研人员正在开展VOCs采样工作 (南方周末记者 黄思卓/图)

深圳,夜里原本车流寥落的汇新安加油站,自2020年7月初开始,加油站员工发现,晚上来加油的车辆“好像变多了”,因为优惠0.8元/升,有些网约车司机也会专门拐来加油。

夜间加油优惠并非加油站想出的营销策略,而是源自广东省“2020年夏秋季挥发性有机物治理达标排放百日服务行动方案”的一句话:“引导市民尽量不要在下午臭氧高峰时段加油。”

“臭氧是广东省的首要大气污染物,2019年在污染物里的比重是64.1%。”自2015年起,广东省PM2.5浓度达标,很少再受雾霾的困扰。但谈及臭氧,广东省生态环境厅总工程师蒋宏奇在接受南方周末记者专访时,话语间不乏忧虑。

2020年夏季的臭氧污染防治攻坚战,夜间加油只是一个战术。8月初,赴广州、佛山“督战”的生态环境部部长黄润秋指出,这是打赢蓝天保卫战的关键,务必打好,打出成效。

中国环境科学学会臭氧控制专委会近日发布的《中国大气臭氧污染防治蓝皮书》(征求意见稿)提到,2019年,珠三角臭氧年均浓度相比2018年增长了7.3%,为近10年来最高浓度值和最大增长幅度。

挥发性有机物(VOCs)是臭氧污染的前体物,人们在加油站加油、给墙壁刷漆时闻到的略刺激性的气体就含有VOCs,就连植物也会排放VOCs。对于要实现VOCs减排的环保部门,有如一台抽水泵面对着汪洋大海。

“臭氧防治有多难?可能我们每个城市都做了100%的努力,臭氧浓度还会继续上升。”蒋宏奇表示。珠三角地区在全国率先探索臭氧防治,也率先面对污染物协同治理、对臭氧的区域联防联控、精准治理VOCs排放等种种难题。

前传:未达目标的专项行动

毗邻港澳的珠三角,20年前就注意到了臭氧及其重要的前体物VOCs。

2000年,珠三角饱受“灰霾”天的困扰,那一年《粤港合作框架列表》就已经提到粤港两地要协同减排二氧化硫、氮氧化物、PM10和VOCs。

氮氧化物和VOCs不仅能通过光化学反应形成臭氧,也是PM2.5中二次成分的前体物。“为了研究怎么治理,我们还去国外找经验,比如洛杉矶就发生过严重的光化学烟雾事件。不过当时大家认为治理VOCs就是在同时治理二次颗粒物和臭氧,所以没有把臭氧凸显出来。”蒋宏奇说。

直到2015年,广东省PM2.5首次达标,臭氧的冰山才逐渐浮出水面。2016年—2017年,臭氧反超PM2.5,成为首要污染物,《2017年珠江三角洲地区臭氧污染防治专项行动实施方案》随之印发,这是广东第一次将臭氧单拎出来专项治理,在全国也开了先河。蒋宏奇将之视为珠三角真正开始重视臭氧防治的标志。

在臭氧的生成过程中,氮氧化物和VOCs相互挟持。华南理工大学环境与能源学院教授袁自冰解释,简单而言,如果没有VOCs的参与,氮氧化物也可以通过光化学反应生成臭氧以及一氧化氮,但一氧化氮又会很快与臭氧反应,将臭氧消耗掉。“这个循环不会有臭氧的净生成。”但如果存在过量的VOCs,则VOCs产生的OH自由基和HO2自由基,会在上述反应中取代臭氧的作用,与臭氧产生竞争,从而打破平衡状态。

“原理大家清楚了,但只有定性,没有定量分析,两个污染物该怎么协同减排,很难做出具体决策。”广东省生态环境厅大气处的段献忠说。

专项行动的背后,是北京大学的科研支撑。研究人员通过模型推算出,在保持当时氮氧化物排放控制力度的前提下,要削减31%的VOCs排放。“基本是按照VOCs与氮氧化物2∶1—4∶1的比例进行减排。”段献忠介绍。

不过,最终的评估结果显示,专项行动期间VOCs只减排18%左右。

目标未达成的原因之一是各地市对自己VOCs排放源的“家底”还不那么清楚。纳入重点管控名单的重点行业和重点企业都是较大的排放源,而一些“小、散、乱”的排放源则未完全纳入监管,但VOCs排放特征恰恰是排放源分散,且逃逸于原材料加工、制造、运输、使用的各个环节。

广东省环境厅与专家复盘还发现,气象条件不利,掩盖了一部分VOCs减排产生的效果。如果剔除气象因素,臭氧浓度基本如模型模拟的那样下降。最新研究显示,气象条件变化引起臭氧超标的概率可达30%-40%。

“实验室里的条件是很单纯的,但大自然里有千变万化的因素。比如风会把污染团带到哪里去、气温变化的影响等。”蒋宏奇表示。

经验:精准治理VOCs

“这跟治PM2.5大不一样。”蒋宏奇感慨,管好一百多个发电机组,就能管控住PM2.5排放的大头。“VOCs排放源则可以十万计,而且排放很分散,你从十万个排放源里抓出一万个,才能管控80%。所以我们强调要‘精准治污’。”

按照蒋宏奇的描述,广东的“精准治污”包含两层含义。其一是对工业排放,集中监管力量对重点区域、重点行业、重点企业精准发力;其二是对日常生活中的喷涂、刷漆等无组织排放,采取源头治理,即“让油漆厂商生产VOCs含量低的产品”。

2017年后,针对VOCs排放分散的特点,广东省识别出VOCs排放大户,对炼化、化工、印刷等行业的5583家企业实施销号式综合整治。

各市也在梳理家底。东莞生态环境局回复南方周末记者,东莞市除了611家省重点管控企业外,还有1657家市级重点监管企业。这批重点企业排放量占到全东莞市工业企业VOCs排放量的60%以上。

重点企业的管控,还要具体到“细枝末节”。比如油气泄漏是VOCs的一大来源,广东省识别出71家载有气态、液态VOCs物料的设备与管线组件密封点大于等于2000个的企业,并组织开展了多轮泄漏检测与修复(LDAR)工作。

各市建立了一套VOCs企业ABC分级管理系统。治理效果好、管理规范的企业纳入A级,没有完成整改、不能稳定达标的企业纳入C类。深圳生态环境局介绍,将会对C类企业实施严格监管措施,限期要求VOCs治理改造达标,按时完成的,及时调整为A或B类;未按时完成改造的,依法予以处罚或关停。

对于小企业,如果都按照重点管控企业的要求,是沉重负担,也将大大提高监管成本。

广东将生产工艺类似的企业分门别类管理,建立一个集中的喷涂中心,末端采取高效的处理设施,然后吸引小散企业把需要喷涂的材料,全部集中到喷涂中心喷涂。“每个共性工厂的辐射范围不会特别大,企业的运输成本可以控制住,所以有一定意愿接受集中处理。”段献忠说。

2017年底,著名的“红木家具之乡”中山市大涌镇建成了一家瑞达家具工厂。这家家具厂开工后,不仅生产“瑞达”这一个品牌,周边10家中小型家具厂的喷涂环节也都送到这个工厂解决。

遍布于生产生活中的无组织排放,则是比小散企业更令监管者头疼的问题。好比一张新买来的木桌,无时无刻不在排放VOCs,难以收集和处理。

虽然“百日服务行动”要油企对旗下加油站、油罐车检测,但加油时还是会逸出油气。深圳市生态环境局对VOCs的源解析显示,影响臭氧生成的主要VOCs排放源中,有27%为汽油泄漏,主要指的就是加油站汽油逸散。

为此,深圳于6月中旬开始出台夜间加油鼓励措施,截至7月17日,已经有中石化、中石油、中海油和部分深圳本土企业的85家加油站被纳入“夜间加油优惠商家”。每个油企下属加油站的优惠政策和力度有些差异,有的加油站对在夜间加油的所有车辆一视同仁,都给予1.5元/升的优惠;有的加油站只对使用积分卡的会员有优惠;还有加油站如汇新安,优惠只针对网约车。

转变:“服务”代替“整治”

涉及多个行业和企业,“开会协调”是解决问题的软性手段。

珠三角承担了全国30%以上的集装箱生产,所用的油漆也是一大VOCs排放源。广东生态环境厅为此将涂料行业协会、集装箱行业协会,以及生产油漆和集装箱的主要企业请来做多方座谈,“大家同意在集装箱上采用挥发性小的水性油漆。据我们了解,一家集装箱龙头企业改用水性漆后削减了70%的VOCs排放。”段献忠说。

今年“六五”环境日,蒋宏奇为了鼓励夜间加油,找来六家主要石油企业的负责人,希望他们帮忙出台优惠政策。“假设这是场考试,广东目前可以打90分,但面对臭氧,未知的东西太多,想拿到之后的每一分,任何一个小知识点都不能放过。外人看夜间加油可能觉得琐碎,但都是在探索的方法。”

前述广东省“百日服务行动方案”,“服务”代替“整治”出现在环保部门的文件中,较为少见。“VOCs治理对企业来说是新事物,处理VOCs的设施,从上千万到几块钱的都有,常常能感到企业有意愿,但没有相关知识,有心无力。所以我们强调帮扶企业,而非单单通过整治来达标。”蒋宏奇说。

为此,省生态环境厅联合省工信厅,对实施技术改造的企业给予一定补贴。VOCs治理还是一个新兴行业,市场杂乱,有治理需求的企业可能一时找不到靠谱的治理设备提供商。2019年,广东省在东莞举办了交流对接会,相当于政府为VOCs治理设备的买卖双方搭建平台。“我们跟(VOCs设备)需求方和供应方的企业都比较熟,可以从中牵线。”段献忠说。

在专业指导上,广东省生态环境厅组织人员撰写了一本《广东省挥发性有机物重点行业现场检查工作指引》,已经印刷了一万多本,一半发给基层环境执法人员,一半发给企业。这本66页的小册子介绍了各个重点行业中哪些生产环节可能排放VOCs。

各地生态环境部门还利用这本手册培训环境执法人员。蒋宏奇希望“全省范围内有这么一批,大约500个懂VOCs治理的基层人员,他们到企业去不是简单地查,而是告诉企业具体该怎么做”,目前已累计培训六千多人次。

新难题:区域联防联控

美国西海岸城市带因为1950年代洛杉矶光化学污染事件,从很早就开始控制臭氧,并取得了一定效果。但1970年代的美国学者发现,美国中西部的固定高架源(如烟囱)排放的氮氧化物能远距离输送到位于下风向的美国东北部,造成当地城市臭氧严重超标。

袁自冰表示,臭氧不只与氮氧化物、VOCs间存在非线性关系,在不同区域间也存在非线性关系。A地臭氧降低的防控策略可能会使B地(尤其是下风向)臭氧上升。

在防治PM2.5过程中,广东省已经搭建起一套空气污染联防联控的机制——由省委书记担任总指挥的省污染防治攻坚战指挥部,各地市也有相应的指挥部。

由于经济发达,各地市之间其实早已有从官方到民间的协作基础——产业协作。深圳-东莞-惠州三市相邻,形成了产业互补的深莞惠经济圈,后来在三地政府主导下,经济合作深化到了环保合作,共同构建了“深莞惠”合作平台。东莞生态环境局介绍,这一平台近年来签署了一系列合作协议,既有框架性的《深莞惠经济圈(3+2)大气污染联防联控工作机制协议》,有的协议也涉及具体减排措施,如深莞惠三市联合制定工作方案,推动涂装企业使用低VOCs含量的涂料。

深圳市环保局大气处的刘洋举例,深圳郊区一家企业搬到了东莞,反而离深圳主城区更近,如果其在东莞超标排放,可能给深圳主城区带来更大压力。这时,深莞环保部门协商采取联合执法或者交叉执法,共同监管这家企业。“东莞定期来人到深圳,我们定期派人到东莞。”

“现在各项工作都需要联防联控,比如水污染防治。但水有上下游,责任划分相对清晰;而大气污染物则自由流动,因此更需要大家联合商量对策。”蒋宏奇说。

省生态环境厅的作用,更多体现在统筹各地制定大气污染防治计划上。广东采取“一市一策”,省厅派专家团队前往各个城市,帮助当地政府制定防控政策。例如派驻东莞的专家组来自暨南大学。

蒋宏奇介绍,专家们首先对全省情况有宏观把握,再将省厅的要求落实到各地方案里。省厅对各地方案汇总,“让各城市往一个方向走”。

未来:科研破题

广东省环境厅的统筹已经为避免城市之间防控政策相互冲突奠定了制度基础,但尚未达到各地市彼此协同、采取对整个区域最优的减排策略的高度。

现阶段最大的挑战是在产业结构差异较大的城市间如何统筹。在产业百花齐放的珠三角,段献忠举例,广州有广石化、广汽的汽车制造,惠州有大亚湾石化厂,东莞的家具、制鞋产业也是VOCs排放大户,而作为广东重要水源地的河源,工业污染较少。“同样是减VOCs,每个地区的减排方向肯定有差异,而且越到基层越需要精细。我们提倡有财力的地区对基层进行源解析,比如市里可以对区县的污染源进行源解析,精准了解本地重点防控的污染物应该是什么。”

“每个城市之间的臭氧污染是如何相互影响的,目前的科研水平还无法精细地阐释。现在区域协调的目的还是为了保证各地都能完成自身的减排任务,从而让广东全省空气质量如愿达标。”袁自冰表示。

带有2017年行动留下的遗憾,蒋宏奇还期待科研人员“能把不同时段的气象条件精准监测出来,并能根据不同的气象条件了解对应的臭氧生成条件,这样我们就能很精准地做防控”。

科研需要建立在监测的基础上。广东的监测平台在治理PM2.5时代就已建立,臭氧污染的区域协调可以沿用,但有更高的要求。臭氧污染控制要求监测平台完善VOCs组分监测;对区域协调平台的响应效率、区域联动效率、数据共享性要求更高。

深圳计划启动“空天地一体化大气观测网建设项目”,已将VOCs组分监测网纳入建设计划。此外,深圳还提请广东省生态环境厅定期召开大气污染防治联席会议,实现区域城市间大气污染重点排污单位台账和监测信息共享,定期开展城市交界区域大气污染专项治理和联合执法,“以期达到更快速、更全面、更深入的区域环保合作”。

(编辑:Frank)

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