环境监控与预警   2023, Vol. 15 Issue (2): 85-90.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-6732.2023.02.014.
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监管新论

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陈刚, 童颂颖, 吴道新, 诸露露, 化工园区恶臭异味管控技术框架初探. 环境监控与预警, 2023, 15(2): 85-90. DOI: 10.3969/j.issn.1674-6732.2023.02.014.
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CHEN Gang, TONG Song-ying, WU Dao-xin, ZHU Lu-lu. A Preliminary Study on the Technical Framework of Odor Control in Chemical Industry Parks. Environmental Monitoring and Forewarning, 2023, 15(2): 85-90. DOI: 10.3969/j.issn.1674-6732.2023.02.014.
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基金项目

国家重点研发计划项目(2017YFD0401302);浙江省尖兵领雁计划项目(2022C03084)

作者简介

陈刚(1990—),男,工程师,硕士,主要从事大气环境管理政策、园区大气污染防治研究.

文章历史

收稿日期:2022-05-16
修订日期:2022-08-16

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化工园区恶臭异味管控技术框架初探
陈刚1, 童颂颖1, 吴道新2, 诸露露1    
1. 聚光科技(杭州)股份有限公司, 环境与科学仪器事业部, 浙江 杭州 310052;
2. 杭州石炭纪环保科技有限公司, 浙江 杭州 311100
摘要:针对当前化工园区面临异味投诉问题的迫切挑战,探索一套以监测设备为基础、信息平台为手段和管控服务为核心的新技术框架,既有助于企业达标排放,又推动了园区环境质量持续改善。阐述了从国家到园区层面异味管控模式的三大目标,以如东化工园区为例,从设计有效技术框架、筛选异味优控因子、建设监测站点、搭建信息平台和建立管控服务等方面对技术框架进行了探讨;其次,基于“设备+平台+服务”综合管控模式,实现如东化工园区环境效益、经济效益和社会效益的有机统一;此外,为深化和推广如东化工园区异味管控模式,提出建立“点—线—面”监测网络、一体化管理平台和运维服务机制等建议,以期为我国化工园区恶臭异味管控提供参考。
关键词化工园区    恶臭异味管控    技术框架    管控模式    
A Preliminary Study on the Technical Framework of Odor Control in Chemical Industry Parks
CHEN Gang1, TONG Song-ying1, WU Dao-xin2, ZHU Lu-lu1    
1. Focused Photonics(Hangzhou), Inc., Hangzhou, Zhejiang 310052, China;
2. Hangzhou Carboniferous Environmental Protection Technology Co.Ltd., Hangzhou, Zhejiang 311100, China
Abstract: In response to the urgent challenge of odor complaints in the current chemical industry park, a new technology framework has been explored based on monitoring equipment, information platform and control services. It not only helps enterprises to meet the emission standards, but also promotes the continuous improvement of the park's environmental quality. This paper expounds the Three Goals of the Odor Control Mode from the national level to the park level. Taking Rudong Chemical Park as an example, the Odor Control Mode was discussed from the aspects of designing an effective technical framework, screening the priority odor factors, building monitoring sites, building information platform and establishing control services, etc. Secondly, it has realized the organic unity of environmental benefits, economic benefits and social benefits of Rudong Chemical Park, which based on the comprehensive control mode of "Equipment + Platform + Service" (EPS). In addition, in order to deepen and promote the odor control mode of Rudong Chemical Park, a series of prospects and suggestions are put forward, including the establishment of the Point-Line-Surface monitoring network, integrated management platform and operation service mechanism, which will provide reference for odor control in our country's chemical parks.
Key words: Chemical industry park    Odor control    Technical framework    Control mode    
0 前言

在我国社会经济发展格局中,作为危险化学品、毒害物质、异味物质的主要聚集地,化工园区呈现数量庞大、布局分散、类型复杂的特点[1],其环境污染重、环境风险高、异味事件频发等问题较为突出[2-4]。调研发现,居住区和商业区逐步深入原先位于偏远地区的化工园区,生产企业与商住区形成“你中有我、我中有你”的共存模式,使得本不突出的污染物排放问题变得日益显著[5-6]。而且,我国人口基数大、密度大,再加上重化工业扩张迅速、缺乏总体规划、城市规划缺少环境风险控制,以及防护距离内居民搬迁滞后等问题,导致了化工园区周边人口相对密集,一旦发生异味投诉,极易引发民企关系恶化等社会问题[7-10]

目前,恶臭污染作为化工园区周边环境污染的重点类型之一,已逐步成为了居民投诉的热点。2021年,国家恶臭重点实验室编制的《2018—2020年全国恶臭/异味污染投诉情况分析》报告中指出,近3年接到异味投诉举报分别为15.3万,11.1万,9.8万件,占全部环境问题投诉举报件数的21.5%,20.8%,22.1%,占比呈现稳中有升的趋势[7]。面对众多的恶臭污染事件,当地环保部门大多表现为心有余而力不足,生产企业也是有苦难言、无所适从,从而造成社会群众认为政府不作为,污染企业环保意识淡薄的不利局面。面对如此困境,如何方便快捷地评价恶臭污染物排放情况迫在眉睫,开展化工园区恶臭异味管控技术框架研究显得尤为重要。

现以如东化工园区为案例,形成了一套可复制、可推广的异味管控模式,该模式以异味投诉为导向、以异味管控为牵引、以降低污染为抓手,精准落实研究成果,最终实现园区、企业与社会在环境、经济及社会效益的协调统一。

1 异味管控模式自上而下响应的三大目标 1.1 国家及生态环境主管部门的相关要求

习近平总书记在中国共产党第十九次全国代表大会报告中强调,坚定走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路,建设美丽中国,为人民创造良好生产生活环境,为全球生态安全作出贡献[11]。生态环境部发表《坚决打好污染防治攻坚战》也指出,我国生态文明建设和生态环境保护面临的困难和挑战,这不仅是重要的民生之患、民心之痛,也是经济社会可持续发展的瓶颈,更是全面建成小康社会的明显短板[12]。所以,在化工企业“退城入园”进程加速的背景下,园区周边异味投诉已成为典型的扰民污染,必须加大力度、加快治理、加紧攻坚,为人民创造良好的生产生活环境。

1.2 环境监管与企业社会形象要求

环境监管部门要求重点污染企业/排污单位建立在线自动监测系统和特征污染物数据库,对突发环境污染事件进行现场监测。此外,加强化工园区异味溯源与高效治理,有利于提高行业环境准入门槛、促进生产技术进步、推进产业结构优化以及改善人民生活环境。

对于安装在线监测系统的企业,通过污染源、厂界监测以及气象参数等数据判定异味污染是否源自本企业排放。当污染事件发生时,及时采取应对措施,降低事件危害程度,给居民以合理真实的回复,有效提升企业形象。

1.3 园区管理与企业提升改造的工作要求

据统计,上海、广东、浙江、江苏、山东等经济发达、人口密度大的地区,恶臭投诉类占环境投诉30%左右[7]。在某些石化、化工产业集中地区,超过90%的环境投诉都来自恶臭污染。不同行业排放的特征污染物差别较大,同一行业由于不同生产工艺、管理水平、治理技术也会导致臭气浓度水平存在巨大差异[13-20]

当前,企业不断向化工园区集中,化工园区往往呈现多种行业聚集型发展模式。其中,生产型化工企业占比较大,在生产过程中恶臭污染物排放或泄露是不可避免的。通过安装在线监测系统连续监测污染物排放水平,利用超标预警功能,做到及时发现、及时处置;同时对实时监测和历史数据开展统计分析、总结规律、源头追溯,进一步降低恶臭事件发生频次和污染程度。

2 异味管控新技术框架

立足化工园区实际,对异味污染物采取逐项销号策略,力争降低园区异味投诉率。按照常态与非常态结合,预防与处置并重的原则,整体统筹规划,以业务为核心,以技术为手段,以管理为保障,结合居民自我健康保障意识增强与园区异味污染频发相矛盾的现状,按照升级、整合、补充、完善的思路探讨化工园区恶臭异味管控技术框架,从体系的建设目标、建设内容、效益方面进行分析,最终形成实用、先进、有效的园区异味管控体系。

2.1 建立适宜有效的技术框架

化工园区恶臭异味管控技术框架按环境调研、建设站网、搭建平台、精准管控四步走的思路展开,具体技术框架见图 1

图 1 恶臭管控技术框架
2.1.1 环境调研——摸底排查,异味评估

通过环境现状调查、基础信息收集、企业工艺登记、排放因子摸排、环境执法反馈、周边群众走访、移动走航监测等[21-23]开展园区异味评估,梳理园区重点污染企业、主要污染区域、集中污染时段及环境影响分布,为后续优控因子筛选[24-25]提供基础支撑。

2.1.2 建设站网——监测联网,多层感知

建成符合化工园区的大气环境监测网络,基本形成以污染源排口、企业厂界站、扩散途径站、环境敏感站为代表的“点—线—面”立体监测网络[26-28],通过恶臭监测仪、傅里叶红外仪、气相色谱-离子迁移谱技术(GC-IMS)、气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、飞行时间质谱仪(TOF-MS)等高精度仪器对园区层面实现全域感知、实时监测和科学监管。

2.1.3 搭建平台——多维研判,决策支持

实施一体化监管平台建设,结合园区布局、污染类型、小尺度特征以及联用走航,定制污染物阈值算法研究,利用异味投诉溯源、污染扩散模拟、三维高清地图等模型数据库[29-31],实现数据联网、站点交互、信息共享等能力,以达到污染溯源、决策分析和运营调度的目的。

2.1.4 精准管控——污染防控,成效保障

建立大气环境管控服务,开展投诉排查、质控值守、数据分析、会商研判等服务,实现任务分级处置全流程管控,助力解决园区信访困扰或环境考核难题。通过数据超标响应、模型精准分析及人工摸排核实,提高公众对生态环境工作的获得感和满意度。

围绕化工园区环境管理核心诉求,从监测设备、信息平台、管控服务3个方面,构建化工园区恶臭异味管控技术框架,其重点在于建设“点—线—面”立体监测网络,强化“监测先行、监测灵敏、监测准确”,以更高标准保证监测数据“真、准、全”,有力支持园区大气环境持续改善和降低异味污染频次。

2.2 优控因子筛选

异味优控因子筛选步骤包括初筛、复筛、综合评价3个环节,具体筛选流程见图 2。以如东化工园区为案例,首先查阅企业环评资料、园区地理信息、当地气象参数、历史投诉案例、环境执法统计等信息,分析重点污染企业名录、主要污染区域、集中污染时段和环境影响分布,整理企业排放污染因子[32-33]、企业工段/排口监测情况,结合恶臭管控国标、行标以及实验室阈值研究[34-37],归纳异味预警因子的初筛名单;其次,采用层次分析法、综合评分法等筛选方法对纳入初筛名单的恶臭管控物质、最大存在量、嗅阈值和仪器响应等方面进行复筛;最后,通过对初筛和复筛流程进行综合评价,确定园区优先控制的8大污染物,分别是氨气、硫化氢、氯化氢、苯、间-对二甲苯、苯乙烯、丙烯腈和二硫化碳。

图 2 异味优控因子筛选机制
2.3 建设监测站点

基于“点—线—面”布点思路,建成如东化工园区异味环境监测网络,基本实现大气环境质量、重点区域、重点污染源监测全覆盖,并与城市接轨。如东化工园区异味监测点位示意见图 3。其中,点源监测是指对企业内部安装报警仪进行监测预警,包括135个厂界监测点;线源监测指在传播途径上布设小型监测站,包括27个空气微站;面源监测则是在环境敏感区布设高精度监测站,包括园区上下风向大气超级站。同时,在企业厂界、园区边界及环境敏感区域设置采样袋,有效保留污染物浓度并精确检测。此外,搭配人工嗅辨+走航车模式进行常规监测和应急监测,为后续园区的日常监管、科学预警和溯源分析提供数据支持。

图 3 如东化工园区异味监测点位示意
2.4 共享信息平台

一体化信息共享平台本着预防为主、防治结合的设计要领,采用先进技术架构(图 4),如物联网技术、三维地图GIS技术、视频AI技术等。

图 4 信息平台总体架构

图 4可见,总体技术架构主要分为感知层、支撑层和应用层,围绕异味投诉问题,统筹数据联网,提升预警联动和处置能力。应园区环保部门管理需求,开发了异味管理App、综合管控系统、智慧决策三大系统,涵盖了实时监测、质控分析、数据研判、企业端系统等多维度应用功能。其中,监控中心展示园区大气环境质量状况,不仅推动各级各类监测数据联网,规范数据资源共享与服务,还实现监测、预警、监管数据联通与工作联动,稳步提高园区大气数字化管理水平。

2.5 建立多元化管控服务

基于前端立体监测网络和一体化平台构建,如东化工园区建立了多元化管控服务(图 5),如提供常规运维服务,保证预警管控体系的高效运行;提供走航监测服务,识别突发环境事件中异味主要来源;提供数据分析服务,对所获得环境监测数据进行定性或定量分析;采用数据会商服务,对动态预警设定、任务处置闭环和目标成效等进行反馈。从成效上看,多元化服务已为园区管理者提出一系列有针对性和可行性建议,为化工园区污染物综合治理提供了有力支撑。

图 5 化工园区恶臭异味多元化管控服务
3 效益分析 3.1 环境效益

建立符合园区特点的技术框架,不仅可以将企业环境污染消除于萌芽状态,还可以实现资源整合和利用,提高园区对突发环境事件的应急处置能力和企业自身环境管理水平,进而降低化工园区异味投诉率。受益于该技术框架,如东化工园区现已健全环境管理制度,完善环境联动机制,实现污染有效溯源。

3.2 经济效益

作为影响环境成本的决定性因素,经济效益是环境污染治理的重要组成部分。以如东化工园区为案例,开展监测感知、超标预警、异味溯源、应急处置等工作,实现在线监测与人工排查相结合的新模式,有效节约人力资源配置带来的成本;同时,企业在做相关环境治理决策时,根据成本分析、政府相关措施,制定合理的经济手段与技术,积极开展资源节约、清洁生产等举措,为化工园区带来良好的经济效益。

3.3 社会效益

研究大气异味污染物精准管控,对加强化工园区示范效应、提升社会形象等均有着充分积极响应作用。如东化工园区管委会作为社会公益性的服务机构,负责园区的环保安全等工作,现阶段依然面临着严峻的安全生产和环境保护形势。因此,完善异味污染管控体系,有效防范和遏制异味事件发生,降低园区异味投诉率,从而建立公众与政府之间良好的互信关系,为人居环境安全与园区可持续发展提供科学保障,并对维护整个化工园区安全稳定等方面产生显著的社会效益。

4 展望与建议

当下,化工园区正经历提标改造的浪潮,环境污染、异味投诉等环境问题迫在眉睫;同时,在区域生态环境治理日趋复杂的大背景下,园区异味管控道路艰难且漫长,需要政府、园区、企业以及民众等多方力量的支持与协助,仅靠单方面的努力是远远不及的。因此,在构建智慧园区的时代感召下,各化工园区应积极寻求区域性环境问题治理方案,共同解决异味问题。

目前,大部分化工园区仍存在异味投诉问题,且短时间内难以彻底根治,总结如东化工园区在异味管控领域形成的合作范式及取得的成功经验,对园区大气环境质量持续改善具有重要借鉴价值。未来,结合我国化工园区异味管控水平,从监测网络、信息平台、管控服务这3个重点发展方向提出以下建议:一是建立完善的现代化大气环境监测体系,积极推动建立“点—线—面”立体监测网络;二是搭建数据实时分析、预警推送一体化平台,实现园区综合管理平台与环保部门、企业联动机制新格局;三是制定多元化管控服务机制,助力企业异味管控乃至整个园区大气环境质量持续改善。

参考文献
[1]
澎湃新闻网. 《化工园区"十四五"发展指南及2035中长期发展展望》(征求意见稿) [EB/OL]. (2020-11-24)[2022-06-01]. https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_10123098.
[2]
工业和信息化部、自然资源部、生态环境部. 《化工园区建设标准和认定管理办法(试行)》(工信部联原字〔2021〕220号)[EB/OL]. (2021-12-28)[2022-06-01].http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2022-01/08/content_5667087.htm.
[3]
中共中央办公厅、国务院办公厅. 《关于构建现代环境治理体系的指导意见》[EB/OL]. (2020-03-04)[2022-06-01]. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1660188297236958178&wfr=spider&for=pc.
[4]
王红丽, 高雅琴, 景盛翱, 等. 基于走航监测的长三角工业园区周边大气挥发性有机物污染特征[J]. 环境科学, 2021, 42(3): 1298-1305.
[5]
黄蕾, 黄雨佳, 刘朋辉, 等. 区域综合环境风险评价方法体系研究[J]. 中国环境科学, 2020, 40(12): 5468-5474.
[6]
刘乃东. 化工园区环境污染防治与管理研究[J]. 辽宁化工, 2020, 49(4): 411-413.
[7]
生态环境部大气环境司. 关于印发《2018—2020年全国恶臭/异味污染投诉情况分析》报告的函[EB/OL]. (2021-07-26)[2022-06-01]. https://www.mee.gov.cn/xxgk2018/xxgk/sthjbsh/202108/t20210802_853623.html.
[8]
山东省市场监督管理局. 化工园区大气环境风险监控预警系统技术指南(试行): DB 37/T 3655—2019 [S]. 北京: 中国环境科学出版社, 2019.
[9]
虢清伟, 邴永鑫, 陈思莉, 等. 我国突发环境事件演变态势、应对经验及防控建议[J]. 环境工程学报, 2021, 15(7): 2223-2232.
[10]
李丹, 戴玄吏, 董黎静, 等. 化工园区大气环境特征及其对健康的影响[J]. 环境工程, 2014, 32(1): 84-87.
[11]
中华人民共和国中央人民政府. 习近平: 决胜全面建成小康社会夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利——在中国共产党第十九次全国代表大会上的报告[EB/OL]. (2017-10-27)[2022-06-01]. http://www.xinhuanet.com/politics/19cpcnc/2017-10/27/c_1121867529.htm.
[12]
中华人民共和国中央人民政府. 中共中央国务院关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见[EB/OL].(2018-06-24)[2022-06-01]. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1604168381272615419&wfr=spider&for=pc.
[13]
翟增秀, 孟洁, 王亘, 等. 有机溶剂使用企业挥发性恶臭有机物排放特征及特征物质识别[J]. 环境科学, 2018, 39(8): 91-96.
[14]
石田立, 张伟霞, 陈小方, 等. 汽车制造企业恶臭来源及影响分析[J]. 环境科学, 2018, 39(2): 557-566.
[15]
王伟江. 天然活性单萜-柠檬烯的研究进展[J]. 中国食品添加剂, 2005(1): 33-37.
[16]
黄巧娟, 黄林华, 孙志高, 等. 柠檬烯的安全性研究进展[J]. 食品科学, 2015, 36(15): 277-281.
[17]
谢剑平, 刘惠民, 朱茂祥, 等. 卷烟烟气危害性指数研究[J]. 烟草科技, 2009(2): 5-15.
[18]
肖洋, 王新娟, 韩伟. 工业城市有机化工异味应急监测快速溯源[J]. 中国环境监测, 2015, 21(2): 126-129.
[19]
严静芬. 动态稀释法在汽车涂装行业固定污染源挥发性有机物测定中的应用[J]. 环境监控与预警, 2018, 10(3): 25-29.
[20]
陈丹, 张志娟, 高飞龙, 等. 珠江三角洲某炼油厂苯系物的健康风险评价[J]. 中国环境科学, 2017, 37(5): 1961-1970.
[21]
SUCKER K, BOTH R, BISCHOFF M, et al. Odour frequency and odour annoyance: Part 2. dose-response associations and their modifications by hedonic tone[J]. International Archives of Occupational and Environmental Health, 2008, 81: 683-694.
[22]
CHREA C, VALENTIN D, SULMONT-ROSS C, et al. Culture and odor categorization: agreement between cultures depends upon the odors[J]. Food Quality and Preference, 2004, 15(8): 669-679.
[23]
上海市市场监督管理局. 长三角生态绿色一体化发展示范区挥发性有机物走航监测技术规范: DB 31/T 310002—2021[S]. 北京: 中国环境科学出版社, 2021.
[24]
毛小柳. 化工园区气态特征污染因子库的建立方法[J]. 环境与发展, 2019(10): 136-137.
[25]
岑科达, 邱东鹤. 化工园区大气在线监控优先污染物筛选方法研究[J]. 环境科技, 2015(3): 60-63.
[26]
高松, 高宗江, 伏晴艳, 等. 工业区恶臭污染自动监控体系设计[J]. 中国环境监测, 2018, 34(2): 114-121.
[27]
包景岭, 王亘, 邹克华, 等. 恶臭污染在线监测预警溯源技术研究与应用[J]. 中国科技成果, 2019(12): 39-41.
[28]
胡冠九, 高占啟, 张涛, 等. 环境空气中异味物质的监测、评价与溯源[J]. 中国环境监测, 2019(35): 10-19.
[29]
闫凤越, 李伟芳, 王亘, 等. 两种垃圾处理设施挥发性恶臭气体的指纹谱[J]. 安全与环境学报, 2016(5): 353-357.
[30]
王亘, 翟增秀, 韩萌, 等. 恶臭污染排放源指纹谱编制及初步应用[J]. 环境科学研究, 2017, 30(12): 1944-1953.
[31]
高宗江, 李成, 郑君瑜, 等. 工业源VOCs治理技术效果实测评估[J]. 环境科学研究, 2015, 28(6): 994-1000.
[32]
闫凤越, 李伟芳, 魏静东, 等. 典型异味源的感官特性及特征污染物筛选[J]. 环境科学研究, 2018, 31(9): 1645-1650.
[33]
环境保护部. 恶臭污染物排放标准: GB14554—1993 [S]. 北京: 中国环境科学出版社, 1993.
[34]
CAPELLI L, SIRONI S, DEL ROSSO R, et al. Measuring odours in the environment vs. dispersion modelling: a review[J]. Atmospheric Environment, 2013, 79: 731-743.
[35]
CHAIGNAUD M, CARIOU S, POETTE J, et al. A new method to evaluate odour annoyance potential[J]. Chemical Engineering Transactions, 2014, 40: 13-18.
[36]
SCHAUBERGER G, PIRINGER M. Odour impact criteria to avoid annoyance[J]. Austrian Contribution to Vetennary Epodemiology, 2015, 8: 35-42.
[37]
NIMMERMARK S. Influence of odour concentration and individual odour thresholds on the hedonic tone of odour from animal production[J]. Biosystems Engineering, 2011, 108: 211-219.