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夯实污染物排放量核算科学基础 ——第二次全国污染源普查工业源产排污核算方法解读

长期以来,工业污染源产排污系数作为我国工业污染源污染物排放量核算的主要工具,不仅支撑了两次污染源普查,也为日常环境管理工作中量化各类排污主体环境责任、加强污染源监管、支持排污许可和环境统计等工作提供了重要的技术支撑。在第一次全国污染源普查(以下简称“一污普”)基础上,第二次全国污染源普查(以下简称“二污普”)结合建立控制污染物排放许可制的需要,根据全国工业行业工艺和治理技术等变化情况,研究建立了更加系统、全面和完善的系数体系,体现了当前我国工业污染源的产排污规律。

方法有渊源,更新有必要

20世纪90年代,我国在借鉴国外排污系数及污染物排放清单编制的基础上,首次提出工业污染源产排污系数的概念及其制定方法,初步确立了我国产排污系数体系的雏形。2007年,“一污普”在其基础上第一次较为系统地制定了我国主要工业行业的污染物产排污系数,涵盖《国民经济行业分类》(GB/T 4754-2002)中32个大类行业,基本满足了主要污染物排放量的核算需求。

此后十年,随着经济社会发展、产业结构优化升级以及生态环境保护力度的持续加强,各工业行业的工艺技术水平、污染治理技术水平和生态环境管理水平均得到了较大提升。多数行业制定产排污系数时所采用的工艺组合条件发生了很大变化。以钢铁行业为例,随着落后产能的淘汰,生产烧结矿的带式烧结机面积过去十年间提升了2-3倍,单位产品污染物产生量相应变化,二氧化硫、氮氧化物等污染物的治理技术不仅种类增加,去除效率也提升了30%-40%。以合成氨生产为例,由于原料、工艺路线的改进升级,“二污普”时期采用烟煤、加压气化制氨工艺生产合成氨,每吨合成氨石油类产生量相比“一污普”下降了82.3%。

同时,作为行业分类依据的标准——《国民经济行业分类》,在十年间进行了两次修订,新增和调整了部分行业类别,出现了大量新的产品、工艺。若继续沿用2007版产排污系数进行污染物排放量的核算,将无法准确和真实反映当前我国工业污染源产排污的实际情况。

为了更加准确地体现及量化不同行业工业生产和治理现状对污染物产排污水平的影响,充分反映出工业行业的发展和污染治理水平的提升,“二污普”对已有的方法进行了优化和完善,开展了工业污染源产排污系数的制修订工作。此次修订覆盖41个大类、657个小类的工业行业,较“一污普”增加了306个小类行业。

覆盖更全面,适应性更强

相比“一污普”,“二污普”在产排污量核算的准确性、产排污系数的代表性和覆盖面等方面均进行了改进、优化和提升。

在产排污量核算的准确性方面,“一污普”污染物的排放量通过排污系数和主要活动水平(产品、工艺、原料、规模等)以及污染治理技术种类确定,产污系数不直接参与计算。而从污染物产生排放的代谢规律来看,污染物的最终排放经历了从产生到去除的过程,排放量是产生量与去除量之差。去除量不仅受污染治理技术种类的影响,还受管理水平或治理设施运行状态的影响。

为此,在“一污普”基础上,“二污普”综合考虑数据可得性、可更新性及与企业实际排污水平的相符性,采用排放量=产生量-去除量=产生量 ×(1-去除效率×运行率)的核算技术路线。其中,去除量不仅考虑了污染治理技术的平均去除效率,还考虑到同一种治理技术在同一行业不同企业内的处理效果、运行状态的差异,用污染治理设施实际运行率对去除量进行修正。

在系数代表性方面,在对工业生产规律全面分析研究的基础上,为提升系数的代表性、减少系数的冗余度和提高系数的适用性,从生产实际出发,按照工业生产特征和物质代谢规律创新性地提出了满足产排污核算需求的分类核算思路,将工业行业分为流程型和离散型两大类。依据所建立的流程型行业主要产污工段的拆分准则与离散型行业共性产污工段的提取准则,按照企业实际生产运行情况进行了各行业工段划分,建立了“可拆分、可组合”的模块化系数框架,使得核算体系更加灵活、适用性更强。

“二污普”之前,产排污系数代表的是典型产品全流程生产工艺的产排污强度水平,但实际生产中,特别是制造业产业链的分工合作不断精细化,生产同类产品的预处理、加工、后处理工段既可以在一个企业完成,也可以根据生产流程由不同上下游企业合作完成。

以流程型行业棉印染加工为例,棉制品加工的主要工艺流程为“前处理—印染/印花—后整理”。“一污普”根据该工艺流程,仅制定了代表“前处理—印染—后整理”的产排污系数。但随着工业生产组织模式的变化,棉制品行业专业分工不断细化,逐渐出现了专业从事前处理或染色的企业,特别是在纺织行业集中度较高的江浙地区。根据“二污普”中建立的模块化系数框架,将该全流程工艺划分为“前处理”“染色”“印花”和“整理”等工段,并分别制定各工段不同组合条件下的系数。在核算时按照企业实际生产情况选取相应工段,分别核算各工段污染物的产生量,再根据不同的污染物排放量核算要求进行核算。

“二污普”之前,一般按照《国民经济行业分类》分行业开展系数制定。机械制造、电子电器制造等行业尽管涉及不同大类行业,但在产排污环节方面往往具有高度的相似性和一致性。为了提升核算效率,“二污普”对这些具有共性产污特征的工段进行了提取划分,建立了“一个工段对应多个行业”的核算框架。以离散型行业音响设备制造和影视录放设备制造为例,“二污普”所提取的6个共性产污工段覆盖了该行业的全部产污环节,相比一污普的核算环节减少了57.14%,大幅度减少了产污系数的冗余。

在系数的覆盖度方面, “一污普”工业源产排污系数涵盖32个大类(351个小类行业)的862种产品、1349种原料、1031个工艺的9307个污染物产污系数以及12598个排污系数。“二污普”则涵盖了41个大类(657个小类行业)的934个工段、1300种主要产品、1589种主要原料、1528个主导工艺的污染物(不含固废)的产污系数,以及101587种污染治理技术平均去除效率。相对而言,“二污普”系数覆盖更全面。

制定更规范,质量有保障

在“二污普”中,系数法是应用最普遍的污染物产排量核算工具,其准确性和适用性是决定普查结果的主要因素之一。为保障系数能够满足不同工业生产活动和方式的核算需求,同时又能真实反映污染源的产排污水平,按照《第二次全国污染源普查工业污染源产排污量核算技术指南》《第二次全国污染源普查工业污染源产污系数制定(不含VOCs)技术指南》《第二次全国污染源普查工业污染源挥发性有机物制定技术指南》等文件要求,通过生态环境部直属科研院所,联合高校、研究院所、行业研究单位等技术力量,共同制定完成工业源产排污系数。

系数制定的基本过程为:首先,依据工业行业特征,对已有工业污染源产排污系数进行梳理和评估,并从重点行业环境影响分析、优先序分析、污染物指标选取等三个方面,进行工业行业产排污核算重点环节的识别筛选。按照工业生产过程的物质流动特点,将工业行业划分为流程型行业及离散型行业两大类,充分考虑企业实际生产与工艺流程之间关系多样且复杂的情况,进行主要产排污工段的划分,识别不同工段污染物产生和排放的主要影响因素(例如产品、原料、工艺、规模和治理技术等),确立各行业“长流程工艺可拆分为若干核算环节,若干短流程核算环节可组合为长流程工艺”的核算框架,包括产污系数影响因素组合及污染治理技术、治理设施运行率核算公式等。

其次,在建立核算框架体系的基础上编制调查方案,采用分层抽样与随机抽样相结合的方式,综合考虑产业布局、产品、工艺代表性等因素,选取不同系数组合内的样本企业开展实测、历史数据收集。在样本企业的选取时,优先选择该行业生产密集地区和代表行业内大多数企业加工现状的企业,比如,马铃薯淀粉制造行业选择内蒙古等地,木薯淀粉选择广西等地,玉米淀粉选择山东等地,宠物饲料选择河北等地,大豆油选择山东和东北地区为实测地点。针对部分行业不具备监测条件的工艺采用模型或实验模拟等方式获取数据。其中,挥发性有机物按照主要产生来源分为不同源项,分别制定相应系数。

第三,通过数据获取和处理,初步得到产污系数和治理技术平均去除效率之后,再随机抽取典型企业对系数结果进行验证。针对普查试填报和填报过程中各地方反馈、提出的核算问题进行梳理和分析,持续对系数进行优化、修订和补充,最终完成各工业行业的系数制定工作。

系数制定过程中,针对核算环节与样本选取、数据获取、实地监测、数据加工处理、系数表达、误差分析和系数验证等环节制定了覆盖全流程的质量控制技术要求,配套建立了对应的管理工具,对系数观测样本企业数据进行统一管理,保证了系数质量。

系数常更新,机制要建立

产排污系数是实施精准治污的数据基础,涉及对各类主体排放责任的量化和对工业污染源污染治理形势的总体判断,提高系数的可靠性至关重要,意义重大。

      由于经济和产业结构的持续变动升级、节能减排政策的深入实施,各类工业企业技术更新周期加快,污染治理技术也在不断变化,及时对工业污染源产排污系数进行更新非常必要。在系数制定的方法学上,需进一步完善系数的不确定性分析和宏观校核等内容。作为一种具有动态性和实效性的工具性核算参数,应充分借鉴污染源普查经验,结合排污许可和环境统计等工作,建立系数的动态更新机制。同时,应制定系数制定和更新的行业标准,不断推进此项工作的法制化和标准化。

      来源:中国环境报

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