VOCs污染防治是目前我国大气污染治理的重点工作之一。本研究通过收集、整理、分析我国重点行业建设项目环评报告书，并与美国VOCs模拟研究现状进行对比，从模拟因子、评价标准、模拟程度等方面出发，分析建设项目环评VOCs模拟工作中存在问题，提出建议对策，旨在规范我国环境影响评价领域VOCs模拟。
挥发性有机化合物（VolatileOrganicCompounds）简称VOCs，我国对其定义为“在标准状态下饱和蒸气压较高（标准状态下大于13.33Pa）、沸点较低、分子量小、常温状态下易挥发的有机化合物”[1]。VOCs对人体健康、大气环境等影响如下：（1）VOCs易与其他大气污染物发生光化学反应，产生臭氧（O3）等二次污染物[2,3]。（2）VOCs是大气细颗粒物（PM2.5）及二次有机气溶胶（SOA）主要前驱体[2,4,5]。（3）部分VOCs如卤代烃类，会与O3发生循环链式反应，破坏臭氧层[6]。（4）多环芳烃、卤代烃等VOCs具有一定致癌、致畸、致突变性[2,7,8]。
已有研究表明VOCs对人体呼吸、视觉等系统有刺激和毒害作用，也可通过食物链累积进入人体，诱发神经系统疾病[9]。如氯乙烯可诱发呼吸系统疾病，对二氯苯对人体具有致癌作用[10-11]。一些研究者开展了VOCs排放清单、模拟、成分谱等研究工作[12-14]，例如余宇帆等建立了2006年珠江三角洲地区重点行业和分城市的VOCs排放清单[6]；莫梓伟等综述了我国典型排放源VOCs成分谱组分特征，认为工业排放成分谱研究仍有所欠缺[12]；谢旻等利用Calgrid模拟了中国NOx和VOCs自然源排放排放在不同季节对对流层化学的影响，发现自然源排放模拟存在较大的不确定性[13]；李浩等研究结果表明，工业燃烧排放、生产工艺过程中的VOCs排放，是造成2013年夏季长三角区域高浓度O3的主要原因[14]。VOCs重点行业环境影响评价工作中，一般采用数学模型预测项目排放大气污染物对环境的影响，通过建模来模拟污染物在大气中输送、扩散、转化和清除等物理、化学机制[15]。2016年，全国地市级以上环评审批建设项目约5万多个，其中石化、化工、医药等VOCs排放项目约占8%，但较少有研究者分析我国环境影响评价VOCs模拟情况。
本研究介绍了环评项目中常用数值模型，收集石化、汽车制造、钢铁等重点行业建设项目环评报告书，分析其中VOCs模拟存在的问题，并结合当前环境管理要求提出对策建议。
1.环评VOCs模拟相关模型
《环境影响评价技术导则大气环境》推荐了AERMOD、ADMS、CALPUFF等作为进一步预测模型，可模拟点源、面源、体源等，3种模型均可模拟VOCs一次污染情况，但仅有CALPUFF可模拟VOCs生成的SOA（表1），具体介绍如下。
1.1AERMOD
AERMOD（AMS/EPARegulatoryModel）是稳态烟羽模型，分为AERMOD(扩散模块)、AERMET(气象预处理模块)、AERMAP(地形预处理模块)等三大模块，可模拟大气污染物空间浓度分布，适用于模拟一次污染物（二氧化硫、二氧化氮、VOCs等一次污染物）[16]。
1.2ADMS
ADMS（AtmosphericDispersionModellingSystem）是三维高斯模式，基于Monin-Obukhov长度、边界层高度来定义边界层结构参数，在非稳定条件下垂直扩散使用了倾斜式的高斯模式，ADMS目前有多个版本（城市、环评、工业等），适用于模拟一次污染物[17]。
1.3CALPUFF
CALPUFF模式系统主要包括CALMET气象模式、CALPUFF扩散模式等，CALPUFF是拉格朗日烟团扩散模式，利用CALMET输出的气象场，模拟污染源排放污染物输送、扩散、沉降等过程，适用于从几公里到几百公里模拟。CALPUFF模式包含线性化学机制，可模拟二次硫酸盐和硝酸盐以及SOA的生成，当考虑VOCs二次化学反应时，可以选择以下三种组合情况：（1）甲苯、二甲苯、SOA；（2）α-蒎烯、β-蒎烯、SOA；（3）甲苯、二甲苯、α-蒎烯、β-蒎烯、SOA[18~20]。
2.美国VOCs模拟研究进展
2.1美国VOCs定义
美国VOCs定义：“参与大气光化学反应的任何碳化合物，不包括一氧化碳、二氧化碳、碳酸、金属碳化物、金属碳酸盐、碳酸铵、微光化学反应物质（美国环保署认为其光化学反应可忽略不计）”，美国环保署共指定了60种（类）微反应物质（截至2014年12月30日）。一些VOCs组分以及微反应物质，由于其有毒有害的特性，被归入HAPs（有害大气污染物）。美国未建立VOCs相关的环境质量标准，对其时空浓度分布也没有直接模拟要求，但构建了囊括VOCs危害特性管理的体系。
2.2VOCs光化学反应模拟
美国较为关注VOCs光化学过程（尤其是臭氧生成）的模拟，常用的光化学模型有CMAQ、CAMx，均属于第三代空气质量模型，在污染模拟中可考虑各种污染现象。
2.3HAPs模拟及健康风险评估
美国重点关注有毒有害挥发性有机物在大气中的浓度时空分布、环境健康风险。大气浓度分布通常采用AERMOD、CALPUFF等模型模拟，模拟考虑干沉降、湿沉降参数，模拟结果用于环境健康风险评估，美国人体健康风险评价导则（HHRAP）中根据AERMOD、CALPUFF模拟的大气中污染物浓度、干湿沉降结果，考虑多种途径进入人体，进行全面健康风险评估。
3.我国重点行业环评VOCs模拟研究进展
本研究收集了27本石化行业、汽车制造、钢铁等建设项目报告书，对评价等级、评价标准、数值模型、模型参数等内容进行研究，并重点分析环评中VOCs模拟存在的一些问题。
3.1石化行业环评VOCs模拟剖析
石化行业涉及的有机物质种类繁多，在开采、炼制、生产和运输等环节均有VOCs产生。石化企业管阀件和接口的跑冒滴漏、石化产品储罐运输、有机废水冷却呼吸等过程均会形成无组织VOCs排放[21-22]。本研究对11本石化项目环评报告进行分析，发现该类项目大气影响以二级评价为主，VOCs模拟因子主要选取非甲烷总烃（NMHC）和甲醇，常用模型为AERMOD，石化项目环评均对VOCs进行了一次模拟，但均未分析VOCs二次反应生成SOA的情况。
3.2汽车制造行业环评VOCs模拟剖析
汽车生产主要包括冲压、焊装、涂装、总装4个环节，VOCs污染主要产生于涂装环节。常用涂装工艺为“前处理+电泳+密封+中涂+面涂+烘干”，其中前处理工序是对车身表面进行彻底清洁。电泳工序用于在车身内外涂装底漆，所用的油漆量最大，但多采用水性环保漆，VOCs产生量很小。中途、面涂工序中一般采用传统溶剂型漆，在喷漆和烘干过程中会造成大量溶剂挥发，VOCs产生严重[23]。
本研究针对11本汽车制造环评报告进行分析，发现大部分汽车制造环评对大气环境进行三级评价，使用最多的模型为ADMS、AERMOD；二甲苯、NMHC是常用VOCs模拟因子，很多项目中未模拟苯、酮类等污染因子（模拟因子漏项）；不同报告书中选用的空气质量标准存在较大差异，其中《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）是使用最多的环境质量标准，但该标准制定时间过于久远（1979年）、限值过松（例如二甲苯限值过高、缺少NMHC限值），导致对标价值不大，且不少报告书在评价过程中使用了以色列、前苏联等地区的标准；汽车制造项目环评均对VOCs进行了一次模拟，但均未分析VOCs二次反应生成SOA的情况。
3.3钢铁行业环评VOCs模拟剖析
长流程钢铁企业工序较多，焦化、烧结、热轧、冷轧等工序均排放VOCs，成分谱有所不同[24]，焦化VOCs以乙烷、乙烯、苯等为主，烧结VOCs以甲苯、苯、二甲苯、乙苯等为主[25]，热轧VOCs以甲苯、二甲苯、苯、乙苯等为主，冷轧VOCs以甲苯、二甲苯、苯、乙苯等为主[26]。
本研究对5本钢铁行业环评报告书（均为长流程钢铁项目）分析，发现我国钢铁环评较少模拟VOCs一次污染情况，也未对VOCs二次反应产生SOA情况进行分析。
4.环境影响评价VOCs模拟研究的不足及展望
4.1本研究发现同类行业环评选用的VOCs模拟因子、环境质量标准均存在一定差异，钢铁项目较少模拟VOCs一次污染物，所分析27本石化、汽车、钢铁项目环评均未模拟VOCs二次反应生成SOA情景，此外一些VOCs属于恶臭物质，相关环评报告书也未考虑模拟企业排放恶臭对周围环境影响。
4.2建议对建设项目环评VOCs的排放因子、成分谱、环境质量标准进行规范，开展VOCs模拟方法标准化应用研究，特别是加强VOCs在环评工作二次污染模拟研究，进一步推进VOCs环境人体健康工作。
来源于：中国环保在线 时间：2018年5月7日