浙江省汽車維修行業揮發性有機物排放標準制訂需求分析與建議*

徐志榮 姚 軼 李清泉 朱 虹 陳鳳蘭 王浙明 楊忠平

(1.浙江省生態環境科學設計研究院,浙江 杭州 310007;2.浙江省環境污染控制技術研究重點實驗室,浙江 杭州 310007;3.浙江省環保產業協會,浙江 杭州 310012;4.浙江省環境科技有限公司,浙江 杭州 311100)

隨著我國以工業源為主的揮發性有機物(VOCs)防治體系的健全和完善,以及工業源VOCs治理工作的不斷深入[1-3],[4]1-12,[5]1-17,[6],[7]1-8,[8-10],汽車維修、餐飲等生活源VOCs防治逐步成為重點關注的對象?，F有的研究主要是對汽車維修行業VOCs排放特征、排放總量進行分析與測算。其中,王文秀等[11]126、李潔等[12]、方莉等[13]148、黃宇等[14]、陳鵬等[15]3607分別對天津、南京、北京、武漢、杭州等汽車維修行業VOCs排放水平和特征開展了研究,并分析了對臭氧的影響。鄧鑫等[16]84基于云南省汽車維修行業特點測算了2018年云南省汽車維修行業VOCs排放量,約0.72萬t。梁小明等[17]通過構建生活源VOCs排放源分類方法和核算體系,測算了我國2018年汽車維修行業VOCs排放量,約為19.5萬t,占全國生活源VOCs排放總量的7.75%;而王海林等[18]5577則以北京汽修企業平均年排放量為基準初步測算了全國汽修行業VOCs排放量,達91.02萬t,與工業源VOCs排放量第3位的石油和天然氣加工行業排放量相當。不論是從VOCs排放量,還是其排放VOCs對臭氧的影響來看,深入開展汽車維修行業VOCs治理和全面減排將勢在必行。

污染物排放標準是支撐行業VOCs治理和減排的重要依據。目前我國尚未出臺針對汽車維修行業的大氣污染物排放標準,僅有北京[19]1-7、深圳[20]1-8、重慶[21]1-7、上海[22]1-11等城市和江蘇省[23]1-6發布實施了行業型汽車維修大氣污染物排放標準;其余天津[24]、遼寧省[25]、山東省[26]、河南省[27]、陜西省[28]等以綜合型標準或工業(表面)涂裝通用型標準的形式將汽車維修行業排放要求涵蓋在內。作為機動車保有量的大省[29],浙江省雖尚未針對汽車維修行業出臺地方排放標準,但一直十分重視行業VOCs治理,早在2013年就將其列入重點表面涂裝行業之一[30],明確整治要求[31]和提出防治可行技術指南[32]1-9,并積極推進汽車維修集中鈑噴中心建設[33]和低揮發性有機物原輔材料源頭替代工作[34]。相關工作的有序開展和推進,為浙江省汽車維修行業大氣污染物排放標準制訂奠定了堅實的基礎。

基于長三角區域生態環境保護標準一體化需要[35]以及汽車維修行業涉及企業面廣、影響大[18]5575等考慮,本研究著重從浙江省汽車維修行業現狀、現有行業型汽車維修地方標準情況、浙江省地方標準制訂思考和影響分析等方面,充分探討分析浙江省汽車維修地方排放標準制訂的必要性與可行性。

1 浙江省汽車維修行業現狀

1.1 汽車維修企業數量

根據浙江省公路與運輸管理中心提供的相關數據,2021年浙江省汽車維修企業2.91萬家,其中一類汽修1 098家,二類汽修5 532家,三類汽修22 470家(涉及涂裝的401家)。從長三角區域(兩省一市)的汽車維修企業來看(見表1),浙江省汽車維修企業總數最多,但一類和二類企業合計江蘇省最多,從一類和二類企業單位服務能力來看,兩省一市基本相同。

另外,從全國排污許可證管理信息平臺查詢可知,兩省一市滿足簡化管理(即營業面積5 000 m2以上且有涂裝工序的)[39]的汽車維修企業分別為上海127家、江蘇省361家、浙江省217家。其中,浙江省主要分布在寧波、嘉興、杭州和金華地區,累計137家,占比約為63.1%。

1.2 執行排放標準情況

對浙江省簡化管理的217家汽車維修企業執行標準情況進行梳理和統計(見表2),發現汽車維修行業有組織排放除執行國家GB 16297—1996、浙江省DB33/2146—2018以及杭州市DB3301/T 0277—2018外,還包括了國家GB 9078—1996和GB 13271—2014。其中,GB 9078—1996和GB 13271—2014主要針對燃油加熱型汽車噴烤漆房[40],明確液態燃料燃燒時產生二氧化硫、氮氧化物等污染物排放要求。無組織排放方面,在DB33/2146—2018的基礎上,還包括了GB 37822—2019、GB 14554—1993;其中,GB 37822—2019主要針對汽車維修企業廠區內VOCs管控要求,而GB 14554—1993主要針對在執行GB 16297—1996時廠界臭氣濃度的管控要求。

表2 浙江省汽車維修企業排放標準執行情況Table 2 The implementation of emission standards for motor vehicle maintenance and repair enterprises in Zhejiang Province

另外,由表2可知,除2家未填報有組織排放標準外,浙江省汽車維修企業廢氣主要援用執行DB33/2146—2018,占統計企業總數的80.0%;約有4.2%的汽車維修企業未采用電加熱型噴烤漆房。此外,近52%的汽車維修企業按GB 37822—2019對廠區內VOCs無組織排放進行了加嚴管控。

1.3 VOCs管控指標及限值要求

對汽車維修企業VOCs特征管控指標及出現頻次進行統計分析,結果見圖1。由圖1可知,VOCs管控特征物質主要有乙酸酯類(包括乙酸酯類和乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸丙酯等單一物質)、苯系物(包括苯系物和苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙苯等單一物質)和其他(包括丙酮、環己酮、丁醇、甲醛)等,與文獻[12]、[13]、[15]報道的汽車維修行業排放的VOCs基本一致。另外,從圖1也得出浙江省汽車維修企業管控的VOCs特征物質以苯系物為主,乙酸酯類為輔,僅個別企業管控了酮、醛、醇類物質。

圖1 浙江省汽車維修企業VOCs特征管控指標出現頻次情況Fig.1 The frequency of VOCs control indicators for motor vehicle maintenance and repair enterprises in Zhejiang Province

汽車維修企業VOCs排放限值(以非甲烷總烴(NMHC)為例)的情況見圖2。由圖2可知,浙江省的汽車維修企業NMHC排放限值包括了120、80、60、50、30 mg/m3,與表2中執行標準情況基本相符。其中,NMHC排放限值為30 mg/m3的企業是在執行DB33/2146—2018基礎上,通過排污許可證自我加壓,執行更為嚴格的排放限值。另外,浙江省汽車維修企業以執行NMHC 80 mg/m3限值為最多,約占56.5%,即執行DB33/2146—2018中表1限值;約有22.7%執行了DB33/2146—2018中表2特別排放限值(60 mg/m3)。此外,從NMHC限值來看,不同標準之間的差異非常大,尤其是執行GB 16297—1996(120 mg/m3)與通過自我加嚴(30 mg/m3)之間,相差3倍;由此所帶來的廢氣治理成本、超標排放的判定以及超標排放后處罰力度等,將會對不同的汽車維修企業產生巨大差異。因此,從對汽車維修企業間的公平競爭角度而言,也亟需加快浙江省地方標準的制訂和出臺。

圖2 浙江省汽車維修企業NMHC排放限值情況Fig.2 The emission limits of NMHC for motor vehicle maintenance and repair enterprises in Zhejiang Province

1.4 行業VOCs排放量的估算

考慮到第二次污染源普查未對汽車維修行業進行調查,為此本研究主要通過排放系數來測算浙江省汽車維修行業VOCs排放量。目前汽車維修行業VOCs排放系數主要包括單店排放系數和單車排放系數,其中,單店排放系數主要選用了廣州[41]、北京[18]5577的單店年均排放系數(分別為1.34、1.40 t/a),以及天津[11]125基于汽車維修企業類型細分排放系數(其中,一類1.556 t/a、二類0.192 t/a、三類0.057 8 t/a);單車排放系數則參考了文獻[17]和文獻[42],分別為0.95、0.72 kg/輛?？紤]到廣州和北京的單店排放系數是基于含涂裝工序的汽車維修企業計算獲得,為此本研究也以含涂裝工序的維修企業進行計算;考慮到單車排放系數中年汽車保有量與年汽車涉涂裝維修次數是存在差異的,本研究參考天津[11]125,按涉及涂裝維修的比例為40%進行測算,年維修次數取保守的1.25次/輛計算[16]84。浙江省汽車維修行業VOCs年排放量測算結果見圖3。

圖3 浙江省汽車維修行業VOCs排放量測算Fig.3 The estimation of VOCs emission for motor vehicle maintenance and repair industry in Zhejiang Province

由圖3可知,浙江省汽車維修行業測算VOCs排放量介于0.40萬～0.99萬t/a,測算的均值為0.79萬t,約為浙江省工業源排名第1的化學原料和化學品制造業VOCs排放量[43]的7.15%,行業VOCs排放量不可忽視。另外,單店排放系數法測算量之間差異較大,主要是北京和廣州的單店排放系數測算時未考慮不同汽車維修類型涂裝維修的業務量之間的差異,使得測算排放總量偏高;而按天津系數測算時,受治理設施的去除率取值偏高以及二類和三類汽車維修的排放系數偏低情況的影響,使得測算量偏低。此外,從一類汽車維修企業角度來看,單店排放系數法測算量基本在同一水平,相對較為準確,由此測算浙江省一類汽車維修企業年VOCs排放量約在0.16萬t。而對于單車排放系數的測算,主要受到汽車年維修次數以及涂裝維修比例的影響。

2 現行省市汽車維修排放標準比較分析

考慮到浙江省汽車維修行業大氣污染物排放標準為行業型排放標準,為此以我國當前現行有效的北京[19]3-5、深圳[20]3-5、重慶[21]3-4、上海[22]3-4和江蘇省[23]3-4等行業型地方排放標準為分析對象,從管控內容、設置指標和限值進行簡要分析,以供浙江省地方標準制訂時做參考。5省、市地方排放標準管控內容見圖4。

圖4 典型省、市汽車維修排放標準管控內容Fig.4 The management contents of emission standards for motor vehicle maintenance and repair in typical provinces and cities

由圖4可知,5個省、市的地方標準在涂料質量要求、有組織排放和無組織排放方面存在一定的管控差異。其中,在涂料質量方面,北京、上海、深圳自行設置了涂料產品中VOCs含量限值;江蘇省和重慶分別按照《低揮發性有機化合物含量涂料產品技術要求》(GB/T 38597—2020)[44]和《車輛涂料中有害物質限量》(GB 24409—2020)[45]進行管控。在有組織排放管控方面,5個省、市管控差異主要體現在對加熱爐和試車尾氣方面,其中北京和上海明確規定了加熱爐排放要求,而其他省、市未有相關規定;另外,僅有上海規定了試車尾氣的排放要求,按照上?！洞髿馕廴疚锞C合排放標準》(DB31/933—2015)進行管控,同時也規定了排氣筒高度低于15 m時,有組織排放限值加嚴50%執行[22]4;也僅有深圳對VOCs有組織排放提出了最高允許排放速率的要求[20]4。在無組織排放管控方面,雖然國家層面在2019年才提出了廠區內無組織排放管控要求[4]12,但2015年的北京汽車維修標準通過優化無組織監控點位(監控位置設在廠房外或露天操作工位旁)實現了廠區內無組織排放管控,而同時期的深圳、重慶地方標準仍是按照企業廠界設置無組織排放管控要求;江蘇省在北京的基礎上,結合GB 37822—2019提出的一次濃度值管控方式,增設了廠區NMHC一次濃度值;上海則僅規定了廠區NMHC一次濃度值。

5個省、市地方排放標準中對VOCs有組織、無組織排放管控指標和限值見表3。由表3可知,5個省、市汽車維修排放標準有組織排放管控要求方面,均設置了苯、苯系物(甲苯和二甲苯)、NMHC(總VOCs)等有關VOCs的特征和綜合指標;相關指標限值方面,北京、上海和江蘇省完全相同,重慶與深圳相對寬松。對于顆粒物管控方面,北京和深圳未設置顆粒物指標,上海、江蘇省和重慶的建成區對顆粒物管控要求一致。在無組織NMHC管控方面,江蘇省最為嚴格,設置NMHC一次濃度值和小時均值,且均嚴于GB 37822—2019和GB 16297—1996中相關要求。

表3 典型省、市汽車維修排放標準中VOCs管控要求 Table 3 The emission limits of VOCs for motor vehicle maintenance and repair enterprises in typical provinces and cities mg/m3

3 浙江省標準制訂的思考和探討

不論從長三角區域一體化生態環境標準統一來看,還是從浙江省空氣質量深度改善尤其是臭氧防控的現實需求來看[46],同時為解決汽車維修企業之間不公平競爭問題,浙江省都應加快推進汽車維修行業大氣污染物排放標準的制訂。

3.1 管控范圍

雖然浙江省仍有少數汽車維修企業仍采用非電加熱型汽車噴烤漆房,但鑒于標準重點是解決行業VOCs污染治理問題。因此,浙江省標準的管控范圍可確定為汽車維修中涉涂裝、清洗等產生VOCs的工序以及對涂料中VOCs含量限值要求;而對于加熱爐排放的燃燒廢氣可援用GB 9078等標準進行協同管控。

3.2 管控內容

3.2.1 污染物指標和限值

鑒于汽車維修行業分布廣且常位于居民區附近,其產生惡臭異味是居民異味投訴的重點之一[47],應考慮增設臭氣濃度指標。另外,雖然目前浙江省汽車維修行業現行管控指標中涉及了乙酸酯類且文獻[12]至[15]也表明該行業存在乙酸酯類的排放;但從已出臺的相關地方排放標準來看,均未設置乙酸酯類指標。為此,浙江省汽車維修行業VOCs排放標準制訂時應充分論證該項指標,充分考慮增設指標所帶來的檢測成本和監管成本,本研究建議通過NMHC進行綜合管控,與長三角上海、江蘇省在VOCs管控指標上保持一致。此外,在污染物有組織排放限值方面,苯、苯系物、NMHC和顆粒物等限值應與江蘇省、上海的地方標準要求保持一致,以實現長三角區域內管控要求的一致。對于臭氣濃度可參考DB33/2146—2018相關要求,以實現與上海的《惡臭(異味)污染物排放標準》(DB31/1025—2016)中非工業區[48]管控要求的統一。在無組織排放管控方面,可分別設置廠區內VOCs和廠界有毒有害污染物管控要求;其中,廠區內VOCs排放限值以NMHC一次濃度值管控,廠界有毒有害污染物確定為苯和臭氣濃度;相關指標限值要求與上海、江蘇省標準保持一致。

3.2.2 汽車修補涂料VOCs含量限值

在涂料VOCs含量限值方面,不論是《大氣污染防治法》,還是《浙江省大氣污染防治條例》均對涂裝工序提出了要使用低揮發性有機物含量涂料的要求。為此,在涂料VOCs含量限值方面可提出汽車修補涂料的VOCs含量應符合GB/T 38597—2020的規定,有害物質應符合GB 24409—2020的規定,以實現從源頭上減少VOCs,管控苯系物和鹵代烴等特征污染物。

3.2.3 VOCs處理設施最低處理效率要求

2019年以來國家在制藥[5]6、印刷[7]3以及無組織排放管控[4]10等涉VOCs排放標準中均提出：“重點地區在收集的廢氣中非甲烷總烴初始排放速率≥2 kg/h時,VOCs處理設施的處理效率不應低于80%”的要求。鑒于目前浙江省大力推進汽車維修集中鈑噴中心的建設,從已建成集中鈑噴中心的竣工驗收數據可知,會存在NMHC初始排放速率≥2 kg/h[49]的情形,因此浙江省標準應對VOCs處理設施的處理效率提出要求,確保不低于GB 37822—2019中的相關規定。

3.3 預期影響

相較于浙江省汽車維修企業執行的現行標準情況,浙江省汽車維修標準出臺后,將大幅收嚴VOCs管控要求,NMHC限值從現在的80 mg/m3為主收嚴至20 mg/m3,在減少行業VOCs排放總量的同時,也肯定會給汽車維修企業帶來一定的治理壓力。研究表明,汽車涂裝維修過程會存在瞬時排放濃度較高的情況,但從小時均值來看,能滿足北京地方標準的要求[13]148。研究表明采用水性涂料替代溶劑型涂料對減少VOCs排放有顯著效果[15]3608;在治理工藝上需采取更加穩定的處理工藝,對采用單一活性炭吸附技術的則要求及時更換活性炭。目前,浙江省汽車維修VOCs治理可行技術指南已明確了以水性涂料替代技術、集中鈑噴中心為主的預防技術和以活性炭+催化燃燒、分散吸附+集中再生活性炭吸附工藝為主的治理技術等VOCs防治路線[32]8,與文獻[18]所提出的治理路線基本一致。隨著浙江省汽車維修行業VOCs治理工作的深入推進和企業VOCs治理意識的提升,將能有效降低浙江省標準出臺對汽車維修企業所帶來的沖擊和影響。

4 結 語

(1) 浙江省汽車維修企業主要執行DB33/2146—2018,管控苯系物、乙酸酯類等VOCs特征因子,雖通過執行DB33/2146—2018特別排放限值以及援用GB 37822—2019廠區內VOCs管控要求,但NMHC的管控要求明顯寬于長三角區域上海、江蘇省汽車維修地方標準。

(2) 從長三角區域生態環境標準統一、浙江省空氣質量深度改善、解決汽車維修企業之間不公平競爭以及浙江省對汽車維修行業VOCs治理工作的準備情況來看,已完全具備了制訂浙江省汽車維修行業大氣污染物排放標準的必要性和可行性。

(3) 浙江省標準制訂時要切合浙江省汽車維修行業實際,相較與上海、江蘇省地方標準重點突出以下：通過增設汽車修補涂料VOCs含量限量要求,強化VOCs源頭治理,但含量限值上應嚴格執行國家相關標準,不應自行設置;有組織污染物指標上可增設臭氣濃度指標,以強化惡臭異味的管控;應增設VOCs處理設施最低去除效率的要求,以強化對集中鈑噴中心的管控及其VOCs治理需求;VOCs無組織管控上應進一步明確廠區和廠界要求,廠區內VOCs無組織排放以NMHC一次濃度值來管控,廠界管控有毒有害污染物苯和臭氣濃度。