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“十四五”期間，我國大氣污染防治工作的總體目標(biāo)是推動“PM2.5濃度持續(xù)下降，O3濃度穩(wěn)中有降”，并強調(diào)需加強揮發(fā)性有機物(VOCs)和氮氧化物(NOx)排放的協(xié)同控制。VOCs的環(huán)境影響復(fù)雜，是協(xié)同控制PM2.5和O3復(fù)合污染的關(guān)鍵。但目前我國VOCs排放與控制較為復(fù)雜，其綜合治理仍存在眾多關(guān)鍵問題，亟待解決。
01 VOCs管控是“十四五”大氣污染防治工作核心之一
“十三五”期間，我國在PM2.5污染治理方面取得顯著成績，但仍有37.1%城市PM2.5濃度超標(biāo)，約77%的重度及以上污染由PM2.5污染造成，全國PM2.5濃度與WHO最新準(zhǔn)則值和歐美國家差距顯著。同時，我國O3濃度波動上升，對優(yōu)良天數(shù)比例的影響僅次于PM2.5，O3濃度超標(biāo)城市數(shù)量逐步增加，全國O3濃度總體上高于歐美等發(fā)達國家當(dāng)前水平，屬于全球臭氧濃度高值區(qū)。
在此背景下，“十四五”期間大氣污染防治工作聚焦PM2.5和O3協(xié)同控制，重點開展VOCs和NOx協(xié)同減排，繼續(xù)部署實施一批標(biāo)志性攻堅戰(zhàn)，即全力打好重污染天氣消除攻堅戰(zhàn)、著力打好臭氧污染防治攻堅戰(zhàn)、持續(xù)打好柴油貨車污染治理攻堅戰(zhàn)三大大氣污染防治標(biāo)志性戰(zhàn)役，其中臭氧防治污染攻堅戰(zhàn)的核心之一便是VOCs控制。
02 VOCs排放與控制具有復(fù)雜性，管理難度較大
VOCs是O3和二次PM2.5生成的主要前體物之一，也是協(xié)同控制PM2.5和O3污染問題的關(guān)鍵。已有科學(xué)研究揭示了VOCs在大氣氧化性、二次污染生成的作用機制，對PM2.5和O3控制具有重要意義。
VOCs來源廣泛，物種復(fù)雜，不同物種O3生成潛勢差異大。VOCs排放的主要來源涉及化工、包裝印刷等100余個工業(yè)門類，上百萬家企業(yè)，此外還涉及大量無組織排放。VOCs物種數(shù)量多達300余種，且不同物種O3生成潛勢差異巨大，可達3個數(shù)量級以上。
因此，VOCs綜合治理需進一步加強其排放特征的科學(xué)認(rèn)知，主要體現(xiàn)為以下四大亟待解決的關(guān)鍵問題：
1. 排放特征不明：需明確VOCs排放的空間分布、時間變化、物種構(gòu)成特征；
2. 控制路線不清：需探索精細(xì)化管控和全過程控制路線，以應(yīng)對VOCs排放區(qū)域差異大、行業(yè)分布廣、產(chǎn)生環(huán)節(jié)多的特點；
3. 管理約束不強：需建立科學(xué)有效的VOCs總量控制制度及分配體系；
4. 政策工具不足：需完善與VOCs排放特征和綜合管控需求相匹配的政策標(biāo)準(zhǔn)工具體系。
03 當(dāng)前我國VOCs控制管理中仍存在諸多問題，亟待解決
基于當(dāng)前我國的VOCs管控實踐，發(fā)現(xiàn)以下具體問題需要關(guān)注：
平衡NOx與VOCs減排在局地與區(qū)域、短期與長期的收益，對于開展PM2.5和O3協(xié)同控制至關(guān)重要
總體而言，NOx減排可顯著降低PM2.5和區(qū)域性大范圍的O3濃度，但可能導(dǎo)致局部地區(qū)的O3上升，然而隨著減排比例增加，對于降低O3濃度的邊際效益將顯著提升；VOCs在減排初期對O3改善效果明顯，受天然源排放的本底值大等影響，減排后期效果低于NOx。就控制PM2.5污染而言，大幅減排NOx和VOCs將帶來持續(xù)收益；就控制O3污染而言，控制VOCs有利于短期收益，控制NOx有利于遠(yuǎn)期治本。因此，應(yīng)統(tǒng)籌辯證施治，在現(xiàn)階段協(xié)同控制VOCs、NOx是統(tǒng)籌局地與區(qū)域、短期與長期收益的主要路徑。
在不同的時間、空間尺度上，關(guān)于臭氧生成控制類型(即NOx控制型或VOCs控制型)的研究結(jié)論具有明顯不確定性。以針對北方某城市近年來的污染管控措施效果為例，降低VOCs排放對“提高優(yōu)良天數(shù)比例”或每日平均水平有重要意義；控制NOx，可降低臭氧小時分布的陡峭性，對削減O3峰值作用較為重要。因此，還需因時、因地制宜，看待臭氧生成控制類型這一科學(xué)問題。統(tǒng)籌制定更具針對性的NOx、VOCs減排措施，為城市精細(xì)化管控提供技術(shù)支持。
從區(qū)域來看，VOCs晝夜調(diào)控政策對控制O3平均濃度、小時O3濃度峰值的影響很小(圖1，未考慮晝夜溫差對揮發(fā)性有機物排放量的影響)。從城市來看，VOCs晝夜調(diào)控政策對O3濃度的影響并不一致，既有積極影響，也有消極影響。建議治理O3污染應(yīng)以削減前體物VOCs和NOx排放總量為主，并根據(jù)各城市的地理位置、氣象條件和O3反應(yīng)機理，因地制宜地制定措施。
圖1. VOCs晝夜調(diào)控政策對不同區(qū)域O3逐時濃度的影響(本研究未考慮晝夜溫差對揮發(fā)性有機物排放量的影響)
開展VOCs精細(xì)化來源解析，識別優(yōu)先控制物種和行業(yè)
VOCs排放具有大區(qū)域傳輸性，在傳輸過程中易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此難以界定來源區(qū)域及種類，解析難度較大。需進一步加強科學(xué)研究，改進方法，通過識別環(huán)境受體中主要VOCs的主要化學(xué)組分，基于前體物臭氧生成潛勢(OFP)分析，識別臭氧生成活性較高的物種，并利用光化學(xué)模型與受體模型，量化不同區(qū)域、行業(yè)貢獻，識別重點源。
建立城市層面基于排污環(huán)節(jié)、本地物種譜的VOCs排放清單
大多數(shù)城市VOCs排放清單質(zhì)量較差、缺乏規(guī)范，難以支撐相關(guān)的決策。重點城市需建立基于排污環(huán)節(jié)、本地物種譜的VOCs排放清單，便于精細(xì)化管理。
建立全國高分辨率天然源VOCs動態(tài)排放清單
O3濃度受天然源影響大，天然VOCs排放受植被、氣象等自然因素影響，導(dǎo)致部分城市環(huán)境受體中異戊二烯等含量高，發(fā)生污染過程時常難以科學(xué)解釋；此外，部分較為清潔的下風(fēng)向城市臭氧居高不下。需利用WRF-MEGAN等模型，建立全國實時高分辨率天然源VOCs的排放清單，便于分析和研究工作。
進一步提高VOCs常態(tài)管控、應(yīng)急管控策略與臭氧改善效果的評估能力
常態(tài)管控包括優(yōu)化含VOCs原輔材料和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、無組織排放整治、末端治理等工作，可有效改善PM2.5、O3污染。
臭氧污染臨時應(yīng)急管控的實際效果有待進一步評估。O3具備大區(qū)域性特征，且受氣象影響敏感，同時前體物減排對O3影響呈現(xiàn)極強非線性特征。仍待探索應(yīng)急管控的控制對象、提前時間、管控范圍、減排強度與成本收益。
亟待建立VOCs分區(qū)、分級分類精準(zhǔn)管控規(guī)范化技術(shù)
在人為源VOCs排放清單及源譜特征分析的基礎(chǔ)上，通過綜合考慮各行業(yè)、各物種的臭氧生成潛勢(OFP)、PM2.5生成潛勢(SOAP)和行業(yè)減排潛力，建立VOCs分級指數(shù)評價方法，識別優(yōu)先管控地區(qū)、管控物種、優(yōu)先管控行業(yè)，針對重點行業(yè)形成具有可操作性的實用技術(shù)手冊與監(jiān)管技術(shù)手冊。
總體來看，揮發(fā)性有機物排放管理與控制的過程中仍存在諸多問題亟需解決，針對VOCs排放的復(fù)雜性，應(yīng)進一步研究其空間分布、時間變化、物種構(gòu)成特征，探索精細(xì)化管控和全過程控制路線，建立科學(xué)有效的VOCs總量控制制度及分配體系，完善與VOCs排放特征和綜合管控需求相匹配的政策標(biāo)準(zhǔn)工具體系，關(guān)注管理實踐中所遇到的具體問題。因地、因時制定VOCs管控措施，以協(xié)同控制O3與PM2.5污染，實現(xiàn)“十四五”大氣污染防治目標(biāo)。
(薛文博 生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院 空氣質(zhì)量模擬與系統(tǒng)分析中心主任、研究員)
原標(biāo)題：專家觀點 | 薛文博：“十四五”揮發(fā)性有機物排放認(rèn)知和控制的差距及展望
