日照港油品码头大气污染物排放清单分析

吕晓君，姜华，刘殊，周春瑶，郭建英

(1.环境保护部环境工程评估中心，北京 100012；2.浙江大学，浙江杭州 310058；3.日照港集团，山东日照 276826)



日照港油品码头大气污染物排放清单分析

吕晓君1，姜华1，刘殊1，周春瑶2，郭建英3

(1.环境保护部环境工程评估中心，北京 100012；2.浙江大学，浙江杭州 310058；3.日照港集团，山东日照 276826)

我国油品码头产生的大气污染物对区域大气环境有着重要影响，但我国对港口码头大气污染物排放清单的相关研究却相对薄弱。选取日照港油品码头为研究对象，对其总体情况进行调研收集，依照生产工艺依次筛选大气污染源并进行分类，确定各污染源类别的活动水平，根据工况和控制水平合理选择估算模型和排放因子，对2014年日照港油品码头排放的PM2.5、PM10、VOCs、SO2、NOx进行计算，建立日照港油品码头大气污染物排放清单。研究表明，2014年日照港油品码头大气污染物排放总量VOCs为1 815.71 t，SO2为942.56 t，NOx为3 096.64 t，PM10为5 343.36 t，PM2.5为731.28 t。该清单为掌握港口污染源对区域大气环境贡献情况、分析码头内各污染源分担率和减排潜力、为环境主管部门制定相关环保政策提供了依据。

排放清单；油品码头；大气污染；日照港

近年来，港口大气污染对港口城市环境空气质量的影响越来越受到关注。相关研究认为，港口船舶污染已成为许多港口城市和内河区域的主要大气污染源。研究港口大气污染源清单，掌握港口污染源对区域大气环境贡献，分析码头内各污染源分担率和减排潜力，是解决港口城市大气污染问题的重要基础研究方向之一。国内外学者对船舶及城市区域污染源清单已进行过大量研究，但多数以港口为研究单位，对港口区域包括船舶、港作机械、陆路运输、罐区等各环节大气污染物排放清单进行综合研究的报道相对较少。

为强化港口集团的环境责任主体，便于落实港区大气污染防治措施，本研究选取日照港岚山港区油品码头为研究对象，依照生产工艺依次筛选大气污染源并进行分类，确定各污染源类别的活动水平，根据工况和控制水平合理选择估算模型和排放因子，对2014年日照港油品码头排放的PM2.5、PM10、VOCs、SO2、NOx进行计算，建立了日照港油品码头大气污染物排放清单，并在此基础上讨论了油品码头大气污染物减排的管理对策。

1 研究对象

1.1 港区概况

日照港岚山港区坐落于黄海海州湾北岸，有铁路和公路可直通内地工矿企业，目前建有一座2万吨级液体散货泊位和一座5 000吨级液体散货泊位，主要用于原油、燃料油、渣油、沥青、汽油、柴油等货种作业。2014年，日照港成品油及液体化工品的吞吐量为631万吨。

1.2 研究范围

研究范围包括日照港岚山港区中区已运行多年的2万吨级和5千吨级液体散货码头及配套的罐区、公铁运输系统。研究对象包括区域内所有固定燃烧源、铺装道路扬尘源、堆场扬尘源、道路移动源、非道路移动源以及工艺过程源。研究的污染因子为PM2.5、PM10、VOCs、SO2和NOx。研究的基准年为2014年。

1.3 污染源分类

纳入研究的码头在2014年装卸油品包括汽油、柴油、燃料油、沥青、丙烯、甲基叔丁基醚。根据相关规范和指南要求，将码头内的污染源分为固定燃烧源、铺装道路扬尘源、堆场扬尘源、道路移动源、非道路移动源以及工艺过程源。其中，工艺过程源分为存储过程、装卸过程、运输过程、泄漏过程进行分析。各类污染源产污环节和污染物种类如表1所示。

表1 各污染源产污环节和污染物种类

2 研究方法

2.1 清单估算方法

比较不同排放清单编制方法后[1-3]，结合日照港油品码头现场调研情况和相关资料数据，采用了排放因子法进行研究。根据油品码头装卸工艺对码头大气污染物排放源进行筛选和分类，开展各污染源的工况和活动水平调查，合理选取污染物核算方法和排放因子，最终计算得到油品码头大气污染物排放量。各污染因子的估算方法如表2所示。

2.2 活动水平数据来源

基础资料主要包括码头总平布置图、吞吐量数据、到离港船舶登记、码头运行记录、进出港区车辆记录、港区环境监测数据、职业卫生监测数据、企业填写的针对本研究设计的表格等。

通过资料收集和实地调查，取得2014年日照港油品码头相关信息。码头共有各类储罐21个，存储货种主要是原油、燃料油，其密度在0.87～0.98 kg/m3，平均密度为0.93 kg/m3，年存储量451万m3；运输方式包括船舶、管道、铁路和公路，运输量分别为650万m3/a、120万m3/a、550万m3/a、200万m3/a，当年停靠船舶652艘，燃油消耗总量为46 905 t/a，码头船舶装卸采用装卸臂或软管，铁路装车采用喷溅式装载，但均未设置蒸汽平衡/处理系统，装载液体温度在0～58℃。码头内各类机动车平均保有量404辆/d，以微型载客汽油车(车长小于等于3.5 m)和重型载货柴油车(总质量大于等于12 t)为主，两者占机动车总数的84.2%；码头有各类阀、泵、法兰、连接件共7 220个设备密封点，各设备年平均工作时间为8 640 h；整理了3台燃煤锅炉的设备类型、燃料、工艺、数量、吨位、使用时间、燃煤消耗量、污染控制技术；了解码头区域内11条道路的道路类型、位置、污染控制技术、道路数目、长度、平均车流量、平均车重等以及堆场的面积、容量、配套设施情况等。

2.3 关键排放系数选取

(1)VOCs排放系数选取

固定燃烧源依据《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南(试行)》按0.18 g/kg计算，非道路移动源依据《非道路移动源大气污染物排放清单编制技术指南(试行)》，燃用柴油的按6.19 g/kg计算，燃用燃料油的按2.70 g/kg计算。

在油品码头工艺过程源中，存储运输过程依据《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南(试行)》、油品装卸过程依据《石化行业建设项目挥发性有机物(VOCs)排放量估算方法技术指南(试行)》、油品泄漏过程依据《石化行业建设项目挥发性有机物(VOCs)排放量估算方法技术指南(试行)》，分别选取排放系数。具体如表3所示。

道路移动源依据《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南(试行)》，结合地区情况，排放系数均依照国3标准选取。

(2)PM2.5排放系数选取

固定燃烧源依据《大气细颗粒物一次源排放清单编制技术指南(试行)》计算排放系数，取平均收到基灰分38.76%，水煤浆流化床炉按0.01 g/kg计算，雾化水煤浆炉按0.02 g/kg，非道路移动源依据《非道路移动源大气污染物排放清单编制技术指南(试行)》，燃用柴油的按3.65 g/kg计算，燃用燃料油的按5.60 g/kg计算。

道路移动源依据《道路机动车大气污染物排放编制技术指南(试行)》计算排放系数。经计算，结合地区情况，排放系数均依照国3标准选取。

表2 各污染因子清单估算方法

表3 工艺过程源VOCs排放系数

注：泄漏过程VOCs排放系数采用认为不泄漏的<10 000 ppmv的排放系数。

道路扬尘源排放系数依据《城市扬尘源排放清单编制技术指南(试行)》和《扬尘源颗粒物排放清单编制技术指南(试行)》选取。其中，油品公司道路扬尘源PM2.5排放系数为121.66 g/kg，新绿洲公司道路扬尘源PM2.5排放系数为53.61 g/kg，通过查阅当地相关地理气象资料可知，道路积尘负荷为27.8 g/m2，降雨量大于0.254 mm/d的天数为81 d。

3 研究结果

3.1 污染源清单

采用上述研究方法，获得2014年日照港油品码头大气污染物排放总量：VOCs为1 815.71 t，SO2为942.56 t，NOx为3 096.64 t，PM10为5 343.36 t，PM2.5为731.28 t。

日照港油品码头各污染源排放分担率如表4所示。其中，工艺过程源的存储、运输、装卸、泄漏过程中VOCs的排放分担率分别为0.03%、1.44%、98.14%、0.40%。

研究表明，日照港油品码头VOCs排放中工艺过程源对排放量贡献最大，占比达87.89%，比排放量贡献率排第二的非道路移动源(11.75%)高7倍之多。工艺过程源中的装卸过程是最主要的VOCs排放源，贡献量占86.25%，其次为运输过程，占比为1.26%；SO2、NOx排放中非道路移动源对排放量贡献最大，占比为99.53%、94.71%，其次为道路移动源，占比为0.41%、4.75%；PM10排放量中贡献最大为堆场扬尘源，占95.45%，其次为非道路移动源，占比为4.33%；PM2.5排放量堆场扬尘源占比69.74%，其次为非道路移动源，占比为29.30%。

表4 各大气污染源大气污染物排放分担率

3.2 不确定性分析

由于涉及污染源较多，各因素存在波动性，因此研究结果存在一定的不确定性，主要影响因素有以下3个方面。

(1)数据获取。由于本研究采用排放因子法对整个油品码头港区的所有污染源进行筛选调查，所需数据量庞大，对油品码头日常管理记录的要求较高，通过调查问卷和抽样调查等方式获取的部分数据，如道路机动车相关数据，会存在时效性的问题，影响结果的准确性。

(2)估算方法选取。虽然本研究选取相关部门最新提出的技术方法，如《石化行业建设项目挥发性有机物(VOCs)排放量估算方法技术指南(试行)》中的估算方法，但在选取估算方法时仍受数据获取情况的限制，对估算结果的准确性存在影响。

(3)排放因子选取。由于缺乏日照港油品码头本地排放因子数据，主要选取国内外现有研究及技术文件中的非本地排放因子，会造成与实际情况存在差别，造成结果不确定。

4 结论与建议

根据日照港大气污染物排放清单的计算结果，结合油品码头污染物产生特点和我国油品码头的污染治理现状，结果表明：

(1)装卸过程的无组织排放是油品码头VOCs主要排放源，占全码头排放量的85%以上，主要类型包括储罐装卸、火车装卸和汽车装卸。储罐装卸量最大导致排放量大，火车装卸和汽车装卸由于多数未采取无组织排放控制措施，虽然装卸量小但局部影响大，建议尽快安装油品码头装卸过程的油气回收系统以减少VOCs的排放。

(2)船舶停靠期间的燃油是SO2和NOx主要排放源，占全码头排放量的90%以上，由于船舶燃用的重油、渣油等油品较差，污染物产生量大，在我国的大型港口城市[4-5]，甚至已经成为区域的主要污染源。根据国外经验，建议试点港口岸电技术，即要求靠岸船舶关闭燃油发动机，通过码头岸电工程向船舶提供电力以满足船舶靠岸期间的动力需求；或提出船舶排放控制区计划，即对于靠港船舶要求其换成油品质量高的油，如含硫量率不高于0.5%。通过管理措施或工程措施以减少SO2和NOx的排放。

[1] 谈佳妮, 余琦, 马蔚纯, 等. 小尺度精细化大气污染源排放清单的建立——以上海宝山区为例[J]. 环境科学学报, 2014, 34(5): 1009- 1108.

[2] 杨文夷, 李杰, 朱莉莉, 等. 我国空气污染物人为源排放清单对比[J]. 环境科学研究, 2013, 26(7): 703- 711.

[3] 粘佳莲. 全国非道路移动源污染物排放清单研究[D]. 北京: 清华大学, 2005.

[4] 伏晴艳, 沈寅, 张健. 上海港船舶大气污染物排放清单研究[J]. 安全与环境学报, 2012, 12(5): 57- 63.

[5] 叶斯琪, 郑君瑜, 潘月云, 等. 钟流举广东省船舶排放源清单及时空分布特征研究[J]. 环境科学学报, 2014, 34(3): 537- 547.The Study of Air Pollution Emission Inventory in Rizhao Oil Port

LYU Xiao-jun1, JIANG Hua1, LIU Shu1, ZHOU Chun-yao2, GUO Jian-ying3

(1.Appraisal Center for Environment & Engineering, Ministry of Environmental Protection, Beijing 100012, China; 2.Zhejiang University, Hangzhou 310058, China; 3.Rizhao Port Group Co., Ltd., Rizhao 276826, China)

The air pollution generated by oil port has a significant impact on regional atmospheric environment, but the research of air pollution emission inventory of ports in China is relatively limited. We selected Rizhao oil port in this study, collected its overall status, screened and classified air pollution sources according to the production process, determined the activity level of pollution sources, chose estimation model and emission factors according to the working conditions and control level, and calculated the emission of PM2.5, PM10, VOCs, SO2, NOxin 2014. Finally, we established the air pollution emission inventory of Rizhao oil port, and the results showed that the total emissions of Rizhao oil port in 2014 were 1815.20 tons of VOCs, 942.56 tons of SO2, 3096.64 tons of NOx, 5343.36 tons of PM10, and 731.28 tons of PM2.5. Based on the emission inventory, we analyzed the management strategies of air pollution reduction for the oil port. This inventory provided essential evidence for understanding the impact of port pollution sources on regional atmospheric environment, analyzing the share ratio and emission reduction potential of port pollution sources, and helping government to establish environmental policies.

emission inventory; oil port; air pollution; Rizhao port

2016-05-24

吕晓君(1981—)，男，浙江永康人，工程师，硕士，主要研究方向为环境影响评价和环境管理，E-mail：lvxj@acee.org.cn

10.14068/j.ceia.2016.06.005

X51

A

2095-6444(2016)06-0017-04