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美国VOCs治理管控的政策历程、标准和经济管理手段

时间:2017-10-12 14:25来源:http://www.gepresearch.com/ 作者:VOCs前沿 点击:
【摘要】美国是世界上第一个出现光化学烟雾事件的国家,也是第一个立法管控VOCs的国家,其VOCs的研究工作最深入、管控也最严格。因此本文主要从美国VOCs治理管控的政策历程、标准和经济管理手段三方面进行探讨。

       管控政策的发展历程

       美国VOCs的治理最早开始于1943年7月某天洛杉矶居民在清晨中感受到空气中强烈的味道,于是VOCs的研究和治理就拉开了序幕,治理过程持续好几十年,曲折漫长。从图1中可以看出,美国VOCs的排放量经过几十年的管控,在2001年左右开始降到较低水平,相应的臭氧的空气质量也在逐年改善(图2)。管控政策的发展可以分为三个阶段。

       第一阶段——VOCs早期整体管控阶段

       20世纪80年代之前,VOCs一词是比较少见的,当时主要使用碳氢化合物(Hydrocarbon),或碳氢化合物和有机溶剂这一名词。在这一阶段,主流观点认为碳氢化合物以气态形式存在于大气中,其中很多可以参与光化学反应从而引发大气光化学污染。于是美国EPA于1971年颁布了1h光化学氧化剂的环境空气质量标准(36FR8186),其限值为0.08ppm。

       这一阶段美国已经对管控有机物的反应性有所察觉,美国空气污染控制局或美国EPA在一系列文件中提出,“使用有机物替代的措施来降低光化学氧化剂的环境浓度是有效的”,并且在某些光化学污染严重的地区已经出台碳氢化合物反应性管控政策,如洛杉矶于1966年颁布了66规定(Rule66)以限制有机溶剂的排放。1970年,在碳氢化合物减排的指导性文件《碳氢化合物和有机溶剂控制技术》(AP-68)中,将推荐的控制技术分为末端治理技术和反应性控制技术两大类,其中,反应性控制技术指的是“使用光化学反应活性较低的物质”。

       虽然EPA对于豁免或替代总体持支持态度,但是由于对VOCs反应性的认识不足,因此并没有颁布明确的政策或措施,还仅仅停留在设想的阶段。

       第二阶段——豁免政策阶段

       在这一阶段,EPA确认光化学氧化剂中最重要的组成部分就是臭氧,其主要前体物就是VOCs和氮氧化物(NOx)。EPA认识到VOCs反应速率存在差异,并且已有的数据和信息表明只有极少数的VOCs可以免于管控。这个观点对该阶段的VOCs管控政策产生了重要影响。VOCs控制技术指南(CTGs)系列以及《VOCs控制推荐政策》是该阶段最重要的VOCs管控政策.

       (1)CTGs

       CTGs强调传统的VOCs控制措施,其认为,增加处理设施和改进生产工艺的管控措施要比VOCs豁免或替代等反应性管控措施更有效。如在《VOCs控制技术卷Ⅱ:金属罐、电磁线圈、纸张、纤维、乘用车以及轻型货车的表面涂层》中提到,末端治理、涂料改性和过程控制这三个技术是“切实有效的”减排技术,因为这三个技术大幅减少了排放到大气中的VOCs的量;而溶剂替代技术虽然一定程度上能降低光化学氧化剂的环境浓度,但实质上并没有减少有机物的排放量。

       (2)VOCs控制推荐政策

       1977年7月EPA颁布了《VOCs控制推荐政策》,开启了VOCs豁免之路,因此也被称为豁免政策。该政策将VOCs分为反应性的和微反应性的两大类:反应性的化合物作为VOCs接受管控,而微反应性的则可以免于管控。第一批豁免物质包含了4种化合物———甲烷、乙烷、1,1,1三氯乙烷和三氯氟甲烷。随着反应性研究的深入,越来越多的化合物被豁免。数据显示,截至1992年,共有21种(类)化合物被豁免。

       总体而言,该阶段是对于VOCs反应性进一步深入的阶段,实现了有机物替代从设想到作为一项正式管控政策颁布并实施的转变,在传统减排方式的基础上,开始了豁免或替代减排的道路。

       第三阶段——豁免政策与具体反应性政策阶段

       1990年《清洁空气法修正案》实施,关注点从以往的单一VOCs控制转为VOCs和NOx的协同控制,在制定光化学污染达标策略时,EPA突出了污染物综合评估的需求。

       该阶段是VOCs反应性研究最为深入的阶段,EPA对反应性管控政策的重视程度不断加强,并于2005年9月颁布了《臭氧州实施计划中控制VOCs的临时性指南》,是该阶段最重要的管控政策。该指南鼓励各州在颁布自己的州实施计划以满足臭氧的环境空气质量标准时,还应充分考虑最新的VOCs反应性的研究进展。该指南还指出,EPA在继续实施豁免政策的同时,还需鼓励臭氧持续不达标地区采用基于具体VOCs反应性的管控政策,并提出以下建议措施:完善精确具体目中的清单:鼓励各州完善VOCs排放清单,包括具体VOCs物质的排放量估算,而不是VOCs总量估算。

       优先使用具体VOCs反应性指标的控制措施:使用反应活性指标和具体VOCs物种排放信息,可计算出降低臭氧环境浓度的成本,进而以较小的代价实现环境质量达标。

       采用特定控制措施控制高反应性VOCs的排放:监管高反应活性的VOCs比监管所有VOCs物质更有效果。

       鼓励使用VOCs替代物质和反应性加权排放限值:对于一些重要的VOCs排放行业,如油漆、涂料和黏合剂等,生产商可通过优化工艺进而改变物质组分和VOCs的总排放量。

       可以看出,豁免政策仍然属于基于排放量管控的、致力于管控所有VOCs(考虑豁免)的减排方式,而具体反应性政策是根据具体物质(不考虑豁免)反应性的不同而区别对待,因此该指南的发布标志着EPA反应性政策的重大转变。

       (1)豁免政策

       EPA在起初的豁免政策中,共豁免了21种(类)物质,成为第一次反应性定义的组成部分,之后至2016年通过定义修订又陆续豁免了40种(类)物质,豁免政策颁布后豁免物质汇总见图3,可以看出,反应性定义中的豁免物质与豁免政策保持同步。

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