《日本VOCs污染控制有哪些好做法?》

  • 来源专题:长江流域资源与环境知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: lifs
  • 发布时间:2020-05-22
  • 为深入了解日本在VOCs污染治理及温室气体减排协同效应方面的经验和做法,笔者赴日本开展了中日污染物协同效应研究示范项目研修,访问了川崎市环境局,参观了日本相关企业和东京氢能汽车展,对日本VOCs污染控制管理体系、技术和企业精细化管理等进行了深入考察。   法律政策予以保障   日本VOCs的控制对策是法律规定与企业单位自主减排相结合。2004 年5月,日本政府在修订的《大气污染防止法》中增加了《VOCs排放规制》一章,并于2005年先后修订了《大气污染防止法实施令》(国级令)和《大气污染防止法实施规则》(部级令)。   川崎市出台了《川崎市公害防止》等生活环境保护相关条例,规定了不同的对象设施应该采取的设备标准。此外,根据《大气污染防止法》的规定,川崎市也会对企业进行日常检查,对企业的书面材料、自行监测数据、设施等进行确认。与中国相比,日本对企业的检查频次和数量相对较少,川崎市平均每年检查企业仅为2-3个。例如,2016年实际检查2家企业(2个设施),2017年实际检查3家企业(11个设施),2018年实际检查2家企业(4个设施)。检查内容包括书面材料确认(对企业进行的自主测定的结果进行确认等)和设施确认,由市政府进行VOCs排放量测定。   除了法律法规的规定外,川崎市还实行企业的自主减排措施进行VOCs减排控制。事实上,当减排效果不佳时,重新考虑法律监管与自主减排的权重比例,实现两者的最佳组合。参与自主减排的VOCs排放设施比法律监管的范围更加广泛。任何想要削减VOCs排放的企业、任何设施类型的企业和产业团体均可以加入自主减排计划,而不局限于法律规定的设施类型,对设施规模同样没有限制。通过实施自主减排,企业实现了技术创新。例如印刷企业,通过油墨替换的减排贡献为50%左右,末端治理的贡献约20%,改善印刷方式(包括采用无水异丙醇印刷)为30%左右。从效果来看,在这些政策的综合实施下,VOCs排放得到有效控制,有些企业2010年比2000年的实际减排量降低63%,远远大于30%的目标值。   实施财政支援等多种综合措施控制VOCs排放。日本还通过税制优待、特别融资、优先采购、环境技术实证及表彰等多种经济激励政策推动企业推进VOCs减排对策实施。   实施财政支援制度。日本为了减少进行与直接利益无关的巨额非收益投资,减轻公害设备投资的企业的负担,由政府系统金融机构作为低息融资实施环境及能源对策贷款,对象是排放煤烟、VOCs的中小企业,以及产生或飞散石棉的小规模企业。   实施环境技术实证制度。为消除消费者和企业等终端用户对技术的疑虑,同时普及相关技术,日本环境省推动第三方机构开展环境技术实证。环境技术实证不同于环境技术认证,具体反映基于环境技术试验等客观性数据的“实证”。截至2016年10月,日本已经开展了包括VOCs治理技术在内的603项技术实证。   实施表彰制度。对于具备实施先进措施及对策技术开发的企业或个人、开发出有效方法及采取有效措施的企业或个人、或通过地区伙伴而开展有效措施的企业或个人三个条件之一的,在公害防止方面取得显著功绩的公害防止管理者、企业等个人或团体当中,被认为实施了模范措施的企业或个人实施表彰。   地方政府积极作为   日本政府在VOCs污染控制中积极宣传,为企业做好服务工作。日本非常注重环境保护措施的宣传以及对企业的帮扶指导工作。以川崎市为例,政府会制定不同行业的VOCs削减指南,免费发放给市内的企业。指南中会明确告诉企业夏天气温较高,是有机溶剂尤为容易挥发的季节,告知企业可以从哪几个方面进行VOCs的削减。此外,政府还会免费派遣拥有知识和丰富经验的专家访问企业,对企业的VOCs排放削减对策提出建议,以及进行简易的VOCs测定。   加强与附近城市合作,联合采取措施应对VOCs污染。夏季的光化学氧化剂会在广泛范围内达到高浓度,不能仅靠1个地方政府采取对策。埼玉县、千叶县、神奈川县、横滨市、川崎市、东京都都共同呼吁采取广域联合措施,在夏季削减VOCs排放。   川崎市非常重视与附近城市开展合作,目前主要通过两大机制开展合作:一是由神奈川县、横滨市、川崎市组成神奈川县公害防止推进协议会,主要措施为制定与VOCs减排对策相关的宣传品,举办针对企业的演讲会、针对职员的研修会,探讨减少Ox的对策措施;二是由九都县市组成的九都县市大气保护专门会议Ox、PM工作组,主要措施为夏季VOCs排放抑制对策普及启蒙,申请国家预算,查明Ox发生机制以及设定新的削减目标等。   企业创新技术管理   日本拥有先进的VOCs污染治理技术。企业大量开发创新多种先进技术,企业内部也实现了精细化的管理,切实实现了VOCs减排目标。此次考察拜访的几家企业均按照日本最新的污染物控制要求,采用了最新的技术。印刷行业采用的无水印刷技术不仅提高了生产效率,还大幅降低了VOCs的排放。石化行业采用硅胶作为吸附剂,在大大提高吸附效率的同时,也提高了技术安全性(传统活性炭具有易燃的特点)。此外,日本在餐饮行业使用的臭气收集装置,以及日本东京的氢能汽车展览也令人印象深刻。   日本企业精细化管理程度高。精细化管理在日本始于20世纪50年代,是一种以最大限度地减少管理所占用的资源和降低管理成本为主要目标的管理方式,目的是使企业获得更优品质、更高效率、更好效益和更强竞争力的管理模式,并在此过程中实现环境与经济的同步发展。此次考察拜访的日本企业也体现出日本企业精细化管理促进了企业污染物的减排和稳定达标。   日本企业精细化管理主要体现在以下几个方面:一是强化制度规范,用标准、规程来管理企业、规范行为,实时对不同生产线进行调度和跟踪;二是所有操作要求全部图表化上墙,即看即知,可视化操作;三是强化全员学习培训,把员工不断学习提升作为企业发展的动力;四是优化产品设计,不断改善工艺和技术、工序设计的整流化、工序之间的同期化、操作周期的平准化,实现均衡生产,减少库存和浪费。企业整体生产效率得到了大幅度提升,从全生命周期的角度来看减少了能源消耗和污染的排放量。此外,在生产设备周边安装了报警装置,一旦VOCs等浓度超标,报警装置会立马启动。   我国VOCs污染控制建议   日本VOCs治理相关经验,对我国有如下借鉴意义:   第一,加强VOCs治理综合性政策制定。在加强VOCs排放标准制定的同时,考虑经济激励、财政补贴、技术实证、奖励等相关政策的制定。   例如:建议对行业前1%-3%处于环境达标前列的印刷企业实施重污染应急天气停产豁免制,对行业领跑者实施政策优惠,鼓励“先进生”;对使用无水印刷等源头治理达标的企业不再强制要求安装末端治理设施,避免“一刀切”。结合行业竞争力,鼓励企业进行“碳认证”。推动将绿色无水印刷等技术与绿色政府采购政策等结合,列入绿色政府采购名录。   第二,加强企业的自主减排。法律监管和企业自主减排是控制 VOCs 排放的主要政策措施。当前,我国主要依靠相关控制标准和技术规范,对企业VOCs排放进行约束,但对于大部分中小企业而言,法律监管难以到位且成本较高。   建议明确自主减排企业的相关责任,包括排放浓度监测、排放设施和浓度申报,引导企业改良设施和工艺,并主动公布减排有效信息,接受政府和公众的监督,出台企业VOCs自主减排行动计划,落实主体责任、规范企业减排,最终带动其他行业参与企业自主减排计划。   第三,加强企业精细化管理水平。总体来看,我国企业与日本企业相比,在发展观念、管理观念和执行效力上都存在显著差异。下一步,建议逐步引导企业加强精细化管理。   出台相关激励性政策,让企业树立核心价值观,勇于承担社会责任,投入资金进行创新活动等。加强企业管理规范和管理指南等的制定。例如,优化生产流程,制定具体操作规范,规范上墙,安装报警装置等,加强管理和操作人员的能力建设培训。   第四,强化大气区域联防联控。建议根据不同行业、不同污染物等特征,建立区域大气污染联防联控机制,建立协调小组,形成定期会商机制,负责制定区域空气质量目标,实施区域总量控制计划,统筹协调区域大气污染防治工作。此外,还需进行统一规划、统一防治、统一监测、统一监管和统一评估。   第五,继续深化中日双方环境合作,拓展合作领域。日本等发达国家在大气污染防治方面积累了丰富的经验。可在目前开展的中日环境合作基础上,通过会议论坛、交流访问、专业培训等形式,重点开展日本VOCs污染控制政策的联合研究、互访交流等活动,丰富和拓展双方项目合作内容与领域。

相关报告
  • 《水污染控制》

    • 来源专题:水体污染与防治领域信息门户
    • 编译者:徐慧芳
    • 发布时间:2006-02-09
    • This handbook has been prepared by leading international experts adressing special aspects of water resources management and water pollution control.A series of case studies from various regions is also included, highlighting successful models of wastewater management and pollution control from different parts of the world. This is a handbook for policy makers and environmental managers in water authorities and engineering companies engaged in water quality programmes,especially in developing countries.It is also suitable for use as a textbook or as training material for water quality management course.
  • 《控制臭氧污染必须进行源头治理》

    • 来源专题:大气污染防治
    • 编译者:APC
    • 发布时间:2017-08-22
    • 有数据显示,近些年来,北半球许多国家的臭氧污染都比较突出。我国也不例外。2013年以来,我国三大重点区域特别是京津冀和长三角地区臭氧浓度有显著的逐年上升趋势。今年前5个月,我国多个城市也出现臭氧浓度大幅上升现象。臭氧污染为什么会日益突出?如何更好地控制臭氧污染?记者采访了国家“相关人才计划”特聘专家、中国气象局研究员龚山陵博士。 对话人:中国气象科学研究院研究员 龚山陵   采访人:中国环境报记者 原二军   ? 臭氧浓度为什么会明显上升?   ■ 氮氧化物和VOCS 排放量增多,太阳辐射增强,导致臭氧浓度上升。   中国环境报:2013年以来,我国三大重点区域的臭氧浓度有显著的逐年上升趋势。今年前5个月,我国多个城市也出现臭氧浓度大幅上升现象。为什么会出现这种现象?   龚山陵:自2013年以来,我国京津冀、珠三角、长三角等区域的臭氧浓度一直上升,位于西部的成渝地区也是如此。特别是今年上半年以来,臭氧浓度的上升就更为显著。导致这种现象出现主要有以下几方面原因。   第一个要素就是人为活动产生的排放,包括机动车、燃煤、工业生产等排放出氮氧化物和VOCS(挥发性有机物)等污染物。太阳紫外线把二氧化氮分解成一氧化氮和氧原子,氧原子和大气中的氧气相结合,就形成了臭氧。如果在没有VOCS的情况下,臭氧(O3)和一氧化氮还会再发生反应,还原成二氧化氮,在大气中达到一种平衡状态。但因为有VOCS的存在,就可以起到催化剂的作用。在阳光照射的情况下,O3产生HO2自由基,可以把一氧化氮重新还原成二氧化氮。而二氧化氮在阳光辐射下又产生了臭氧,这也就使得臭氧不断累积而没有消耗,在这种情况下,就会出现臭氧浓度一直上升的情况。可以这么说,因为有VOCS的存在,使得臭氧量越来越多,当然这中间有很复杂的化学反应。   另一个要素就是天气本身。在污染物排放不变的情况下,如果说太阳光线越强,那么产生的臭氧就会越多。我们分析了京津冀和长三角臭氧变化的趋势,就发现在2013年~2017年这段时间内,太阳辐射强度一直在增高。一方面,这与全球大气候本身的波动有关,这几年太阳辐射强度呈逐年增强趋势。另一方面,与近几年我国对PM2.5的有效防控有关,大气更清洁、颗粒物更少,增加了太阳辐射的强度,造成了臭氧量的增加。   分析还发现,在京津冀地区,臭氧的增加率和辐射增加率之间的相关性(r)能达到60%。也就是说,太阳辐射增加可以解释35%左右臭氧增加的方差(指各个数据与平均数之差的平方的平均值,用来测量和中心偏离的程度)。而在广州,这种相关性(r)能达到70%,辐射增加可以解释60%臭氧增加的方差。从这个角度来讲,天气原因在其中起到了一个非常大的作用。另外一个天气原因就是空中的水汽,也就是水分子,它也是影响臭氧的一个关键因素,它和太阳辐射是呈反向的关系。研究发现,大气中水汽含量越高,臭氧就越低。比如北京在2013年~2016年之间,年均总辐射从13.1增加到14.7 (10-2 兆焦耳/平方米),相对湿度从45.7 %下降到40.6%,是导致臭氧升高的主要原因之一。   中国环境报:臭氧污染加重,气象因素和人为活动因素中哪一个所起的作用更大?   龚山陵:谈到气象因素对臭氧污染影响的时候,我一直强调一个前提,就是在污染物排放不变的情况下。但实际上,由于人为活动,污染物排放量是一直在变化的,比方说VOCS的排放量一直在增加,即使氮氧化物保持着不变或稍微上升的趋势,也会导致臭氧升高。   一个区域里臭氧污染的加重,我们现在还是很难区分出来到底是气象的原因,还是污染排放量的变化占主导地位。气象条件变化可以解释35%~60%臭氧升高的原因,但氮氧化物和VOCS排放的比值变化,以及排放的绝对量的增加也是臭氧增加的原因之一。因此,由于区域和季节的不同,气象因素和人为活动因素对臭氧增加的相对作用会有所不同,需要进行详细的研究。   ? 臭氧浓度升高可能带来哪些影响?   ■ 臭氧可以导致二次污染物的形成,影响人体健康,抑制农作物的生长。   中国环境报:有专家指出,臭氧不仅本身有害,其生成二次污染物的能力也很强。对此如何理解?   龚山陵:臭氧本身不是一次污染排放物,它是大气氧化性的一个产物。没有氮氧化物、VOCS、自由基的形成,臭氧浓度就不会增加得这么快。正是在太阳辐射下,VOCS、一氧化碳等都会产生一些自由基,增强大气的氧化性,使得二氧化氮不断产生臭氧。臭氧的形成速率和大气氧化性是成正比的。大气氧化性越强,臭氧形成量就越高。而在臭氧形成后,它本身也是一个氧化性比较强的物质。臭氧有可能氧化二氧化硫,使其变成了硫酸盐(PM2.5)。它也有可能把一氧化氮变成二氧化氮,二氧化氮和水汽相结合,又变成硝酸盐。   臭氧可以增强大气的氧化性,导致二次污染物的形成。这是一个相互作用、相互反馈的一个系统,比较复杂。   中国环境报:大气中臭氧浓度升高会带来哪些影响?   龚山陵:大气中臭氧浓度升高,带来的影响主要包括两方面。一是影响人体健康。人体在高臭氧浓度的环境下,皮肤会产生敏感性。臭氧会刺激人的眼睛,使视觉敏感度和视力降低。大气中的臭氧浓度在200毫克/立方米时,就会对人的中枢神经产生影响,人会感觉到头痛、胸痛、视觉下降等症状。   二是影响农作物的生长。臭氧可以抑制植物的生长。臭氧有比较强的氧化性,到达植物的表面以后,可以强化植物的呼吸,增加水分能量的供给,导致农作物产量的降低。有研究显示,臭氧浓度升高,可以使大豆的产量降低10%~30%。   ? 有效控制臭氧污染的关键点是什么?   ■ 主要是控制人为活动引发的污染排放,进行源头治理。   中国环境报:控制臭氧污染,关键点是什么?   龚山陵:对臭氧进行有效控制,主要应控制人为活动引发的污染排放,进行源头治理,尽量降低氮氧化物和VOCS的排放。   臭氧的产生是一个非常复杂的光化学反应过程,VOCS和氮氧化物的排放量以及排放的比值,是决定臭氧产生的重要因素。VOCS和氮氧化物排放的比值是由当地的天气和能源结构造成的。在特定的大气环境下,VOCS和氮氧化物排放的比值有一个特征量,它决定了一个城市的减排是以VOCS为主还是以氮氧化物为主。如果不能准确地按照特征量减排相应污染物,产生的效果可能适得其反。也就是说,如果一个城市或区域的臭氧量是由VOCS控制的, 必须减排VOCS才能减低臭氧的浓度;但如果只是单纯降低氮氧化物,臭氧量反而还会上升。相反,如果这个城市或区域的臭氧量是由氮氧化物控制的,就要减排氮氧化物,这样才会有效果。   因此,对一个区域的臭氧进行有效的控制,一定要弄清楚这个地方臭氧的污染特征,包括氮氧化物和VOCS的比值以及这些污染物的排放强度。   VOCS种类有成千上万种,不同的VOCS对生成臭氧的贡献量是不一样的,比如喷漆、餐饮油烟、机动车排放,这些都不一样。所以,我们要找出对臭氧催化起作用更大的VOCS种类,进行控制,这样效果会更好。   中国环境报:如何才能更好地控制臭氧污染?   龚山陵:在我国PM2.5防控初见成效,能源结构、产业结构不断改善的情况下,臭氧的问题今后会越来越凸显。比如,以前燃煤污染比较严重,通过煤改电以后,现在氮氧化物和VOCS问题凸显出来,特别是以机动车为代表的污染物会越来越凸显出来,这些都是臭氧生成的原因。并且这些问题不是一两年就可以解决。   无论是美国还是欧洲,对臭氧治理了这么长时间,还会出现臭氧超标的情况。我国臭氧今后持续5年、10年甚至20年时间,都有可能。因为我们的生活方式和交通方式不会有太大的变化。但我们可以通过升级油品,使机动车排放更清洁一些。此外,还要通过立法和建立标准,将散乱污企业淘汰掉,调整区域的产业结构,这些措施都有助于更好地控制臭氧污染。