挥发性有机物(VOCs)，通常指在标准大气压下，熔点低于室温且沸点为200~260℃，或者能够以气态分子的形态排放到空气中的所有非甲烷有机化合物。VOCs不仅会对人体健康造成不利影响，而且作为光化学烟雾的关键前驱物，在臭氧(O₃)和细颗粒物(PM_2.5)的二次生成中扮演着十分重要的角色^[1-2]。

江苏省是全国大气复合污染最严重的区域之一^[3]。常州市地处江苏省南部经济发达区，既是灰霾和O₃复合型污染较为严重的地区，又是苏南经济发展模式的典型，其大气污染物尤其是VOCs排放特征具有代表性^[4]。现以常州市主要人为源VOCs为研究对象，选取适时的排放因子，建立全面精细的源分类方式，编制常州市人为源VOCs排放清单，以期为苏南地区复合型大气污染防治研究提供技术支持。

1 研究方法 1.1 研究对象

研究范围包括常州市6个辖区(市)，分别为溧阳市(县级)、金坛区、武进区、新北区、天宁区和钟楼区。以《城市大气污染物排放清单编制技术手册》^[5]推荐的排放源分类分级体系为基础，结合常州市VOCs排放源的特点，以及VOCs产生机理和排放特征的差异，构建常州市VOCs污染源分类系统，包括化石燃料燃烧源、工业过程源、移动源、非工业溶剂使用源、油品储运源、生物质燃烧源、固废污水处理源和餐饮源共8大类。具体各行业的排放源详见表 1。研究基准年为2017年。

1.2 估算方法

人为源VOCs排放量估算主要采用排放因子法，基本估算公式如下：

$ {E_i} = {P_i} \times E{F_i} $

式中：E_i——排放源i的VOCs排放量；

P_i——排放源i的活动水平；

EF_i——排放源i的排放因子。

使用的活动水平数据包括宏观统计数据和微观调研数据，其中，宏观统计数据来源于常州市统计年鉴、统计部门提供的其他统计数据；微观调研数据来源于项目调研人员的走访、问卷调查及政府相关部门的统计数据。研究中的排放因子源于《城市大气污染物排放清单编制技术手册》^[5]、生态环境部公开发布的大气污染源排放清单编制技术指南以及国内其他城市排放清单的研究成果^[6-12]。

1.2.1 化石燃料燃烧源

化石燃料燃烧源主要包括电力、工业以及民用燃烧源，不同燃料的VOCs排放特征差异较大，排放因子来源于《城市大气污染物排放清单编制技术手册》^[5]及相关清单编制技术指南^[10-11]。

1.2.2 工业过程源

工业过程源包括黑色(有色)金属冶炼及压延加工业、化学原料和化学品制造业、非金属矿物制品业、橡胶和塑料制品业等，VOCs排放因子来源于《城市大气污染物排放清单编制技术手册》^[5]及相关技术指南^[11]。

1.2.3 移动源

移动源分道路移动源和非道路移动源两大类。非道路移动源包括农业机械、工程机械、船舶、渔船、铁路机车和飞机共6大类。排放因子来源于《非道路移动源大气污染物排放清单编制技术指南(试行)》^[12]。

1.2.4 非工业溶剂使用源

非工业溶剂使用源主要包括农药、沥青、建筑涂料、家庭溶剂使用、干洗、汽修、医院有机溶剂使用共7类。其中，建筑涂料的使用量来源于全国建筑涂料使用量、常州房屋竣工面积占比及水性、溶剂型涂料使用比例等数据的折算；干洗的干洗剂使用量参照相关文献[13]的方法推导得出。排放因子来源于《城市大气污染物排放清单编制技术手册》^[5]，以及国内其他文献[6-9]。

1.2.5 油品储运源

油品储运源主要包括油品储运和加油站。排放因子来源于《城市大气污染物排放清单编制技术手册》^[5]。

1.2.6 生物质燃烧源

生物质燃烧源主要包括生物质锅炉、家用炉灶和露天秸秆焚烧3个子源。其中，生物质炉灶燃料及露天焚烧的秸秆消耗量，参照相关文献[14]，通过城市主要农作物的草谷比、秸秆家用和露天焚烧的燃烧比例等估算获得。排放因子数据来源于《城市大气污染物排放清单编制技术手册》^[5]及《生物质燃烧源大气污染物排放清单编制技术指南(试行)》^[12]。

1.2.7 固废污水处理源

固废污水处理源包括固废焚烧、填埋和污水处理。活动水平数据来源于常州市环境统计数据和污染源普查数据，排放因子来源于《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南(试行)》^[11]。

1.2.8 餐饮源

餐饮源主要包括餐饮企业和家庭餐饮。餐饮企业与家庭餐饮的活动水平调查结果见表 2。活动水平数据通过餐饮源的灶头数、烟气排放速率、年总经营(做饭)时间计算得出。排放因子来源于《城市大气污染物排放清单编制技术手册》^[5]。

2 结果与讨论 2.1 分行业VOCs排放量

常州市2017年人为源VOCs排放量约为9.662×10⁴ t，8大类污染源的排放量所占比例见图 1。工业过程源和非工业溶剂使用源的VOCs排放占比相对较高，远高于其他污染源。

常州市2017年第2类子行业VOCs排放量分布见图 2(a)(b)。工业过程源排放总量为4.558 1×10⁴ t，工业过程源VOCs排放分行业所占比例见图 2(a)。由图 2(a)可见，工业过程源中的黑色(有色)金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制品业、化学原料和化学制品制造业、机械装备制造业、交通设备制造业、纺织业等6个行业VOCs排放量合计达到工业过程源的80%以上。常州市的黑色金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制品业的产能较高。根据《江苏统计年鉴—2018》和《常州统计年鉴—2018》的相关统计数据，2017年常州市粗钢、水泥产量分别占全省的比重达到13.7%和13.6%，产业规模较大；化学原料和化学制品制造业的工业产值占全省的比重高达11.3%，高于同期常州市GDP占江苏省的比重7.7%；此外，机械装备制造业、纺织业的工业产值占全省的比重分别为9.9%和7.9%；交通设备制造业的工业产值在2015—2017年间，年均增速达到13.8%，远高于同期工业总产值的增速(1.8%)。

非工业溶剂使用源排放总量为2.670 1×10⁴ t，由图 2(b)可见，沥青铺路的VOCs排放占比最高，达到51.6%。这一方面与沥青铺路过程中，沥青拌合站沥青砼制备及道路摊铺未采取相应的VOCs控制措施有关；另一方面，与常州市近年来新建道路面积和沥青翻新道路面积的显著增加，沥青使用量较大密切相关。据《常州统计年鉴—2018》统计，2017年常州市新建道路面积203.3万m²，沥青翻新道路面积为458.7万m²，估算沥青使用量近4×10⁴ t。其次，建筑涂料使用带来的VOCs排放占比近30%，自2016年起常州市每年的房屋竣工面积均居于高位，建筑涂料的使用量较大。据估算，2017年常州市建筑涂料的使用总量达4.3×10⁴ t，其中约20%为溶剂含量较高的溶剂型涂料。再次，家庭溶剂使用、汽车维修的VOCs排放量总和占比14.1%，反映出随着居民生活水平逐步提高，个人护理产品、家居用品及汽车修理量逐步增加，其带来的VOCs排放应引起重视。此外，农药施用、干洗以及医院的溶剂使用等也对VOCs排放存在一定的贡献。

2.2 分辖区(市)与行业的VOCs排放量

2017年常州市各辖区分行业的VOCs排放量见表 3。总体来看，武进区、溧阳市和新北区3个区(市)VOCs排放总量占全市的71%，这主要与3个区的工业结构偏重、工业产值较高有关。其中，武进区VOCs排放量占全市比重高达36.2%，居全市各辖区(市)第一位，且其工业产业结构以黑色金属冶炼和压延加工业、机械装备制造业为主，据统计2017年武进区粗钢产量达到1 300×10⁴ t以上。溧阳市和新北区VOCs排放量占全市比重分别居第2、3位，其中溧阳市拥有近1 400×10⁴ t的水泥熟料产能和300×10⁴ t钢铁产能，以及1个省级化工园区，产业结构明显偏重。新北区内拥有全市唯一一个国家级化工园区—滨江化工园区，其产业类型涉及有机化学原料、合成材料、农药及其中间体、染料有机颜料油墨及其中间体等。

2.3 讨论 2.3.1 排放清单不确定性分析

排放清单不确定性的主要来源有：①活动水平数据的选取。建筑涂料、沥青铺路、家庭溶剂使用等排放源在核算VOCs排放量时，并未直接获取到建筑涂料、沥青、家庭溶剂的使用量等统计数据，而是根据常州统计年鉴中的房屋竣工面积、新建和翻新沥青道路面积、居民人口等相关数据估算溶剂使用量，活动水平数据难免存在偏差。②排放因子的选择。排放因子主要参照《城市大气污染物排放清单编制技术手册》^[5]以及国内其他城市排放清单^[6-9]的研究成果，其排放源排放的实际情况与常州本地排放源的排放情况存在一定差异。此外，工业过程源中的排放因子以行业(或产品)为基本分类单元，但在调研过程中发现，同一行业内部不同企业之间生产工艺、污染控制技术存在较大差异。中大型化工企业多采用密闭型生产设备，且定期对设备、管线开展泄漏检测与修复，而小型化工企业的设备敞口较多，污染控制措施薄弱，VOCs“跑、冒、滴、漏”较多，逸散较为严重。③部分源的活动水平数据中关键信息缺失。例如，溶剂使用源中建筑涂料的水性、溶剂型涂料的实际数量、涂料中溶剂的含量信息；干洗排放源的溶剂使用量信息；餐饮源的灶头数、油烟处理效率等信息均未能获取准确数据。以上原因给VOCs排放量的估算带来很大的不确定性。

2.3.2 排放清单不同研究成果对比

为进一步印证排放清单研究结果的科学性，选择程钟等^[4]针对常州市2011年VOCs排放清单的研究结果进行对比，结果见表 4。研究认为，2017年电厂锅炉VOCs排放较2011年偏高可能是因为工业分散式小锅炉的淘汰和社会用电量的增加，带来了电厂锅炉的供热和发电量的增加，电厂煤炭消耗量增长所致；2017年工业过程源VOCs排放偏高是因为该年常州市工业产值大幅增加，尤其是钢铁、水泥、有机化工等大宗商品的产量大幅增加，造成VOCs排放明显偏高；2017年非道路移动源VOCs排放偏高是因为获取的非道路移动源数据来源于园林、农业、水利、建设、航空公司等多个部门，来源广泛，数据量更加全面、完整；2017年机动车保有量大幅增加，油品消耗量增长较快，油品储运销售大幅增长，因此油品储运源VOCs排放增长。但2017年的机动车源VOCs排放量远低于2011年，推测原因是2011年前后国家尚未发布《道路机动车大气污染物排放清单编制技术指南(试行)》，其他研究采用的VOCs排放因子取值过高；且2011年常州市机动车保有量虽然较低，但黄标车等老旧车辆的占比较高，单车VOCs排放强度较大。

3 结论

(1) 常州市2017年人为源VOCs排放总量约为9.662×10⁴ t，其中化石燃料燃烧源、工业过程源、移动源、非工业溶剂使用源、油品储运源、生物质燃烧源、废弃物处理源和餐饮源排放分别占排放总量的1.9%，47.2%，9.0%，27.6%，9.4%，2.6%，0.4%和1.9%。

(2) 工业过程源中黑色(有色)金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制品业、化学原料和化学制品制造业、机械装备制造业、交通设备制造业、纺织业等6个行业VOCs排放占比相对较高，分别占工业过程源排放总量的18.2%，17.9%，12.8%，12.3%，11.0%和8.1%。非工业溶剂使用源中沥青铺路和建筑涂料使用二者的VOCs排放占比相对较高，分别占非工业溶剂使用源排放总量的51.6%和29.3%。

(3) 武进区、溧阳市、新北区等工业发达的辖区(市)VOCs排放量高于金坛区、天宁区、钟楼区。其中武进区VOCs排放量最高，占全市排放量的36.2%；钟楼区VOCs排放量最低，占全市排放量的8.5%。

(4) 研究得出的VOCs总排放量与其他研究(2011年)较为接近，但分行业排放存在一定差异。采用的排放因子等关键参数来自于国家发布的技术指南，来源可靠；活动水平数据多数来自实地调研及各业务主管部门统计的第一手资料，资料较为翔实、完整。但尚缺乏常州市本地源排放因子的测试，成为本清单不确定性的最主要来源。