基于高时空分辨率走航监测的VOCs污染特征分析

南瑞贤

(山西省生态环境监测和应急保障中心，山西 太原 030027)

挥发性有机物(VOCs)指在常温状态下容易挥发的有机化合物，对人类有较大的危害。石化厂区是我国空气中VOCs的重要污染源，为了人类所生存的大气环境安全，现阶段必须对其进行治理[1]。环境监测是开展一切环境工作的前提，本文采用高时空分辨率的VOCs走航监测系统围绕某石化厂区及厂界开展日常走航监测工作，旨在全面掌握区域 VOCs 污染分布特征、捕捉异常点位、锁定污染区域、分析关键组分，为污染源头的追溯、管控提供全面、科学、合理的数据支撑。

1 走航监测

某石化厂是中国特大型的石油化工联合企业，每年可向社会提供汽油、柴油、煤油、润滑油、石蜡等，拥有生产装置、辅助装置皆近百套。本文采用高时空分辨率的VOCs走航监测系统围绕该石化厂区及厂界开展日常走航监测工作，异常点位筛选原则一是TVOC质量浓度≥1 000 μg/m3，二是该点位TVOC浓度明显高于周边区域。

2 不同时段 VOCs 污染特征分析

2.1 每日峰值浓度分析

为了更好地摸排该石化公司厂区范围及周边VOCs 污染特征，本次走航每日分上午、下午及夜间3个时间段检测。结合15日走航监测数据可知，该石化厂区夜间较易出现严重的异常排放事件，其中16日夜间及20日夜间TVOC峰值质量浓度分别达21 026 μg/m3和32 986 μg/m3；同时，整体而言，每日的 TVOC 峰值浓度多出现在上午或夜间，占比分别为66.67%和26.67%，对区域环境影响较大。具体数值见表1。

表1 每日不同时段 TVOC 峰值质量浓度

2.2 每日均值浓度分析

相关研究表明，在强光照、气温相对较高等气象条件下，即每日的中午至下午时间段，VOC、NOx等气态污染物易经过复杂的化学反应生成臭氧[1]。结合本次15日走航监测数据可知，因大量的VOC参与光化学反应，导致区域下午时段的TVOC浓度明显低于上午或夜间，<100 μg/m3的单点质量浓度占比高达85%。具体数值见第192页表2。

表2 每日不同时段 TVOC 均值质量浓度

2.3 主要VOCs 组分分析

相关研究表明，VOCs的组分有成千上万种，其生成臭氧的能力也千差万别，活性高的物质，准确而言是臭氧生成潜势较大的VOC组分，即使在浓度水平较低的情况下，也会造成较严重的臭氧污染，为此，进行主要VOCs 组分分析对近年来态势不断恶化的臭氧防治至关重要。结合本次15日走航监测数据可知，上午排名前十的VOC组分有苯酚/二甲基二硫醚、正己烷/二甲基丁烷/醋酸乙烯、三甲苯/乙基甲苯/丙苯等，下午有环己烷/己烯/甲基环戊烷、苯、二甲苯/乙苯等，夜间有环己烷/己烯/甲基环戊烷、正己烷/二甲基丁烷/醋酸乙烯、苯酚/二甲基二硫醚等，其平均浓度之和均占相应时段内TVOC 均值浓度的70%以上，对区域环境尤其对区域臭氧污染影响较大。具体见表3。

表3 每日不同时段 上午时段平均质量浓度排名前十的 VOCs 组分

图1 不同时段 TVOC 浓度区间分布情况

3 厂区重点区域污染特征分析

结合本次15日走航监测数据(见第193页表4)可知，储运部化工罐区、有机厂、火车装车栈台、丁苯装置后处理车间及和成气体装置等区域均存在不同次数、不同程度、不同时段的TVOC 浓度异常情况。

表4 厂区重点区域不同次数、不同程度、不同时段的TVOC 浓度异常情况

4 结论及建议

结合本次15日走航监测数据可知，该石化地区VOC污染典型特征如下：

1)上午及夜间是污染多发时段，尤其夜间易发生较严重的异常排放事件，应注意采取加严措施进行管控。

2)VOCs 组分特征明显，主要包括烷烃、烯烃类物质以及苯系物，其中排名前十的组分占TVOC 平均浓度的 70%以上，建议参考近期监测结果，重点强化相关装置的污染管控。

3)罐区无组织逸散严重，特征污染物以苯、异戊二烯为主，尤其储运部化工罐区(东区)TVOC浓度尤为偏高，建议尽快开展详查，追溯污染来源，降低无组织排放。

4)各装车栈台附近监测的特征污染物与装卸物料相符，有机液体装卸过程挥发损失过多，建议规范装卸作业，减少废气逸散。

5)丁苯装置后处理车间等下风向区域频频出现异常点位，建议尽快整改。

6)厂界较少出现异常，建议继续强化管控。