2. 生态环境部南京环境科学研究所, 江苏 南京 210042
2. Nanjing Institute of Environmental Sciences, Ministry of Ecology and Environment, Nanjing 210042, China
排污许可证制度是国际通行的一项基本环境管理制度, 美国、日本、欧盟等国家和地区都对排放废水及废气的排污单位实行许可管理, 取得明显成效。其中, 美国的排污许可证体系以其完善的框架、细致的规范和显著的效果成为各国学习的典范。美国实行的是单项排污许可证制度, 按照不同污染介质进行发放, 形成了以《清洁水法(Clean Water Act, CWA)》和《清洁空气法(Clean Air Act, CAA)》为法律基础的污水和大气排污许可证制度。污水许可制度也被称为国家污染物排放削减(the national pollutant discharge elimination system, NPDES)许可证, 该制度主要管控通过点源排放污染物直接进入水域的排污单位。针对含有有毒污染物或非常规污染物的非生活污水排至公共污水处理厂时可能产生的污染物“穿透”或“干扰”现象, 美国联邦法规40CFR403提出了国家预处理计划(National Pretreatment Program), 要求对该类污水提前进行预处理。由于水污染点源排放控制采取排污许可证制度取得成功, 美国将空气固定源排污许可证制度写入《清洁空气法1990年修正案》, 并于1991年正式在全美范围内执行。
我国排污许可制度自20世纪80年代开始尝试实施, 天津、苏州、扬州、厦门等十余个城市在排污申报登记的基础上, 向企业发放水污染物排污许可证[1]。1988年原国家环境保护局发布了《水污染物排放许可证管理暂行办法》。2000年4月, 全国人大常委会修订的《中华人民共和国大气污染防治法》对总量控制区内排放主要大气污染物的企事业单位试行许可证管理, 我国开始建立以总量控制为目的的排污许可证制度[2]。2013年, 《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》要求完善污染物排放制度, 实行企事业单位污染物排放总量控制。2008年修订、2017年修正的《中华人民共和国水污染防治法》以及2014年修订的《中华人民共和国环境保护法》明确规定国家依照法律规定实行排污许可管理制度。2015年修订、2018年修正的《中华人民共和国大气污染防治法》明确提出, 排放工业废气的企事业单位、集中供热设施的燃煤热源生产运营单位以及其他依法实行排污许可管理的单位, 应当取得排污许可证。但在2017年以前由于核心地位低、发证范围和种类不全、重证轻管、制度设计欠缺等问题, 排污许可证制度一直没有发挥良好的作用。对此, 2016年底, 国务院办公厅下发了《控制污染物排放许可制实施方案》, 原环境保护部陆续发布了《排污许可证管理暂行规定》和《排污许可管理办法(试行)》, 明确了排污许可制度改革的顶层设计、总体思路。2017年原环境保护部发布了火电、钢铁、有色金属冶炼、焦化、石油炼制、石油化工、原料药、农药、氮肥、造纸、纺织印染、制革、电镀、平板玻璃、农副食品加工这15个重点行业的排污许可证申请与核发技术规范, 并在年底对全国范围内这15个行业的企业完成许可证核发工作。
很多农药具有高毒性, 三致效应(致癌、致畸、致突变), 或具有环境激素效应, 在生产和使用中对生态环境和人体健康具有一定的危害影响。农药属于精细化工, 生产工艺复杂, 有毒中间产物和副产品量大类多; 农药废水和废气成分复杂, 污染物浓度高, 处理难度较大。我国是农药生产大国, 在当前环保管理要求日益严格的情况下, 对农药企业实施排污许可证管理, 将对限制淘汰高污染及落后的生产工艺, 促进低污染及先进的生产工艺及促使企业采用先进的污染治理设施发挥重要作用, 对于保护生态环境、保障居民身体健康都具有十分重要的意义。
1 美国农药行业排污许可证制度 1.1 管控污染物种类 1.1.1 废水美国农药行业纳入排污许可管理的废水污染物包括常规污染物、有毒污染物和非常规污染物, 有毒污染物包括优先污染物和农药活性成分(pesticide active ingredients, PAIs)。受管控的污染物种类出自污染物控制技术排放标准(表 1), 包括最佳可行控制技术(best practicable control technology currently available, BPT)、最佳常规污染物控制技术(best conventional pollutant control technology, BCT)、最佳经济可行技术(best available technology economically achievable, BAT)、新污染源执行标准(new source performance standard, NSPS)、现源预处理标准(pretreatment standards for existing sources, PSES)和新源预处理标准(pretreatment standards for new sources, PSNS)[3]。
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表 1 污染源类别与对应技术排放标准 Table 1 Pollution source categories and emission standards for corresponding technologies |
美国通过制定污染物排放标准, 确定管控的污染物种类, 包括新污染源执行标准(new source performance standards, NSPS)和有害大气污染物排放标准(national emission standards for hazardous air pollutants, NESHAP)。前者主要对空气质量标准所要求的6种污染物(CO、VOC、NOx、SO2、Pb、PM)设定了排放要求, 又根据不同行业划分了相关的行业标准[4]; 后者管控除草剂、杀虫剂和杀菌剂农药生产排放的有害大气污染物(hazardous air pollutants, HAPs)[5], 包括17种无机物和170种有机物, 共187种, 排放单位根据自身情况确定污染物控制项目。
1.2 许可证发放对象 1.2.1 废水美国工业企业排入联邦水体的污染物源可分为直接排放源和间接排放源。直接排放源直接排放污水进入受纳水体, 间接排放源排放的污水经过城镇污水处理厂处理后再进入受纳水体, 前者发放NPDES许可证, 后者由国家预处理计划进行控制。美国水污染物排污许可体系框架见图 1。排放限值导则适用于PAIs制造化学反应过程排放的废水, 不适用于物理混合或稀释等没有化学反应发生的过程, 除非该稀释过程是使化学反应后的产品保持稳定的必要步骤。排放限值导则主要管控化学农药制造工业和含金属元素的化学农药制造工业, 单纯农药配制和包装不排放工艺废水污染物不受排放限值导则管控。预处理计划中定义了重点工业用户, 对其进行重点管控, 认定条件如下:(1)平均每日废水排放量超过25 000加仑(约94.6 m3); (2)工艺废水排放量等于或大于干旱期污水处理厂平均处理水量或有机负荷5%的工业用户; (3)排放污染物可能对公共污水处理厂(publicly owned treatment works, POTW)运行产生不利影响或可能存在无法达到预处理标准的工业用户; (4)所有适用于国家行业预处理标准的工业用户[6]。
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BPT—最佳可行控制技术; BAT—最佳经济可行技术; BCT—最佳常规污染物控制技术; NSPS—新污染源执行标准; PSES—现源预处理标准; PSNS—新源预处理标准; NPDES—国家污染物排放削减。 图 1 美国水污染物排污许可体系 Fig. 1 US water pollutant emission permit system |
美国大气排污许可证制度主要发放对象是污染物的实际排放量或潜在排放量(即连续运行状态下的最大排放量, 以8 760 h计)达到或超过某一排放阈值的重点固定源。按照许可性质不同, 可分为既有固定源的运行许可证和新改建固定源的建设许可证。美国大气污染物排污许可体系框架见图 2。
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PSD—防止明显恶化；NNSR—新增污染源审查；BACT—最佳控制技术；LAER—最低可得排放率技术；MACT—最大可得控制技术。 图 2 美国大气污染物排污许可体系 Fig. 2 US air pollutant emission permit system |
建设许可证又称新源审查许可(new source review permits, NSR), 根据固定污染源所在区域的空气质量达标情况又可将建设许可证分为2类:针对达标区的“防止明显恶化(prevention of significant deterioration, PSD)”许可证和针对非达标区的“新增污染源审查(nonattainment new source review, NNSR)”许可证。农药行业重点固定源的具体限定见表 2。此外, 要在未达标地区获得许可证, 还需执行排污抵消制度, 即新增污染物排放量必须小于现存企业的污染物削减量[7]。
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表 2 美国农药行业大气排污许可证发放对象 Table 2 The object of distribution of US air pollutant emission permit for pesticide industry |
针对直接排放源的美国NPDES许可证中包括基于技术的排放限值(technology-based effluent limitations, TBELs)和基于水质的排放限值(water quality-based effluent limitations, WQBELs)。限值的确定可分为以下步骤:首先, 识别适用的国家排放限值导则(effluent limitations guidelines, ELG), 该导则针对现有点源和新建点源分别提出了对应的污染物控制技术的排放标准(BPT、BCT、BAT、NSPS); 而后可根据工厂设施的具体情况对应导则中的排放限值; 将TBELs与水质标准、水体容纳极限值对比, 判断是否存在导致水体超标的可能, 若不会超标, 则以TBELs确定限值，否则需计算WQBELs。在确定基于水质基准的急性、慢性污染负荷分配量后, 计算每种污染负荷分配量的长期平均值, 而后筛选出其中最低的长期平均值, 用于计算日最大限值和月平均值[8]。
针对间接排放源的美国预处理计划中排放限值参考预处理标准, 分为3个层次:排放禁令[9]、行业预处理标准(PSES和PSNS)和地方限值。对于优先污染物, 农药行业PSES主要依据BAT制定, 在BAT确定的28种优先污染物中, 有24种污染物确定能直接穿过POTW, 故这24种污染物的排放限值等于不使用管道末端生物治理的BAT确定的排放限值; 农药行业PSNS依据PSES制定, 两者基于同样的技术基础, 具有相同的浓度限值。对于PAIs, BAT技术适用于PSES, 两者具有相同的基于产量的排放限值; PSNS在PSES限值的基础上通过减少28%的流量确定排放限值[3]。
1.3.2 废气美国农药行业大气排污许可证遵循的标准体系包括2类:污染物排放标准(NSPS、NESHAP)和行业控制技术标准, 包括现有最佳控制技术(best available control technology, BACT)、最低可得排放率技术(lowest achievable emission rate, LAER)和最大可得控制技术(most achievable control technology, MACT)。排放标准是对排放源排放污染物的浓度或量所作的要求; 控制技术标准规定排放设施需要采取的污染控制技术以及对排放浓度的限值要求。农药行业NESHAP管控的固定源包括工艺通风口、储存容器、废水系统、设备泄露、换热系统、产品干燥器和袋式卸料装置, 通过采用MACT中的控制技术实现受控污染物浓度降低或排放量的减少, 包括有机HAP排放量限值、HCl和氯的组合限值、总有机化合物(total organic compounds, TOC)浓度限值、颗粒物浓度限值[5]。在NSPS划分的行业标准中, 并没有特别强调农药行业[10], 但有合成有机化学品制造业相关的标准要求, 包括设备泄露、空气氧化工艺、反应、蒸馏中挥发性有机物排放的性能标准, 具体包括TOC浓度限值和排放量限值(设备泄露标准要求检测泄露情况并修复)。
1.4 自行监测 1.4.1 废水美国NPDES许可证自行监测内容包括监测地点、监测频率、样本收集方法、报告和记录保持要求等[11]。首先, 许可证撰写者需选取合适的监测地点, 并提供必要数据以确定排放对受纳水体的影响, 监测地点并不固定, 而是授权许可证撰写者考虑监测地点是否合适、是否易接近、是否可行、是否代表废水特征等来确定。其次, 监测频率需根据污染物排放和污水处理设施参数, 或者实际的测量数据, 也或者参考同类型污染企业的监测结果, 综合处理设施容量、处理技术使用、达标记录、污染者的监控能力、排放地点、废水中的污染物属性等方面确定。另外, 美国建立了多级监测计划, 根据初始检测结果的达标状况来调整监测频率, 以制定更加节省成本的监测方案[12]。美国普遍使用的采样方法主要是随机抽样和混合抽样, 在线监测设施并未大规模使用。许可证规定污染源必须1 a至少申报1次自行监测结果, 监测结果记录至少保持3 a。
预处理计划中, 如果处理后的受管控工艺废水和不受管控未经处理的废水混合, 可以选择监测混合前单独的工艺废水, 确定是否符合预处理标准; 或监测混合后的废水, 采用混合废物流公式计算替代的排放限值。
1.4.2 废气美国针对不同规模和类型的产排污单元有不同的监测要求, 一定阈值以上的产排污单元需在排放口安装使用烟气连续排放监测系统(continuous emissions monitoring system, CEMS), 小型产排污单元需制定并执行守法保证监测(compliance assurance monitoring, CAM)计划, 此外还需制定开关机及维护计划[13]。对监测的要求集中在使用控制装置以实现合规的单元上, PSES中关于监测的描述主要体现在对污染控制设备的监测, 例如对使用焚烧炉或锅炉的单元安装温度监测装置、在火炬指示灯处安装热传感装置、在回收系统的最终回收装置(吸收器、冷凝器、碳吸附装置)处安装温度监测装置和有机物监测装置等, 并且均安装流量指示器, 配备每15 min或1 h记录1次的连续记录仪[14]。NESHAP中也对相关污染控制设备制定了监测要求, 主要监测其操作参数, 包括温度、流速、压降等, 对于使用碱性溶液吸收去除酸性气体的, 还需每天监测1次吸收液pH值。此外使用CEMS监测记录出口HAP浓度、TOC浓度或HCl和氯总浓度, 可以作为监测上述操作参数的替代方案[15]。
2 中国农药行业排污许可证制度 2.1 管控污染物种类我国农药行业排污许可证管控的废水污染物包括GB 8978—1996《污水综合排放标准》和GB 21523—2008 《杂环类农药工业水污染物排放标准》中列示的管控因子, 地方标准中规定限值要求的也纳入管控, 排污单位排放但排放标准中未列示的污染物未纳入排污许可管理。管控污染物包括11种第1类污染物、29种第2类污染物和12种杂环类农药及其中间体。
农药行业排污许可证管控的大气污染物主要依据现行的相关排放标准。根据废气产生来源, 涉及到锅炉废气的根据GB 13271—2001《锅炉大气污染物排放标准》确定污染物种类, 涉及到危险废物焚烧废气的根据GB 18484—2001《危险废物焚烧污染控制标准》确定污染物种类, 涉及到工艺废气、发酵废气等其他废气根据GB 16297—1996《大气污染物综合排放标准》和GB 14554—1993《恶臭污染物排放标准》确定污染物种类。地方排放标准中有要求的, 从严规定。
2.2 许可证发放对象我国将农药原药制造、主要用于农药生产的农药中间体制造、农药制剂加工排污单位均纳入排污许可管理, 实行一厂一证的管理模式。
2.3 排放限值的确定我国农药行业排污许可证水污染物排放浓度限值主要依据GB 8978—1996和GB 21523—2008, 前者除包括部分通用监测指标限值外, 仅对有机磷农药的个别监测指标进行了限值规定, 后者仅对6种杂环类农药水污染物指标、限值、单位基准用水量、监测采样的一般原则等做了明确规定。对废水总排放口化学需氧量、氨氮及受纳水体环境质量超标且列入GB 8978—1996和GB 21523—2008中的其他污染物项目许可排放量，单纯的农药制剂加工排污单位废水总排口不许可排放量。
农药行业排污许可证管控的大气污染物执行标准为GB 16297—1996、GB 14554—1993、GB 18484—2001以及地标等较为普适的标准, 用于在排放末端对污染因子进行管控, 包括浓度限值和速率限值。以排放口为单位确定主要排放口和一般排放口的许可排放浓度, 以厂界监控点确定无组织许可排放浓度。主要排放口逐一计算挥发性有机物(以非甲烷总烃表征)、NOx、SO2、颗粒物的许可排放量, 农药制造工业排污单位总许可排放量为所有主要排放口许可排放量之和, 一般排放口和无组织排放不许可排放量。
许可排放量依据总量控制指标及HJ 862—2017《排污许可证申请与核发技术规范农药制造工业》规定的计算方法从严确定, 2015年1月1日(含)后取得环境影响评价批复的排污单位, 许可排放量还应同时满足环境影响评价文件和批复要求。
2.4 自行监测废水污染物监测点位包括废水总排放口和车间或生产设施排放口, 农药行业重点管理排污单位总排口的流量、pH值、化学需氧量和氨氮采用自动监测, 其余排口根据HJ 862—2017要求对管控的污染物规定监测频次。
对于有组织排放的废气, 按照排气筒分类和污染物种类确定监测频次, 对于工艺废气排气筒、发酵废气排气筒和危废焚烧炉烟囱排放的二氧化硫、氮氧化物、颗粒物要求自动监测, 锅炉烟囱按HJ 820—2017《排污单位自行监测技术指南火力发电及锅炉》的规定设定具体监测频次, 其他排口污染物根据HJ 862—2017确定监测频次。对于无组织废气, 在厂界设置监测点位, 根据许可的污染物种类确定具体监测项目, 监测频次为半年1次。
3 中美农药行业排污许可制度对比中美农药行业排污许可证政策差异性总结见表 3。
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表 3 中美农药行业排污许可证政策差异性总结 Table 3 Differences of pollutant discharge permit policy for the pesticide industry between China and the US |
第一, 在管控污染物种类上, 建议进一步完善管控污染物的种类, 目前管控的污染物基本依据综合排放标准, 不能代表农药行业的污染物排放特征; 第二, 在许可证发放对象上, 建议区分区域环境质量达标区与未达标区, 采用划分控制单元进行分区管理的模式更有利于节约人力物力资源, 做到精细化管理; 第三, 目前农药行业水和大气的污染物排放标准尚未发布, 污染物排放执行的是综合排放标准, 标准更新慢, 导致依据的排放限值未能与现行的生产工艺、排放控制水平等技术要求严密挂钩, 并且未和区域环境质量相联系, 对经济成本的考虑也不够充分, 需要后续通过大量调研, 制定完善的最佳可行技术指南以细化排放限值; 第四, 我国对于自行监测的要求属于大类别统一管理, 对于不同排放情况、治理情况的企业未有区别考虑, 对于污染治理情况表现突出的企业在监测要求方面没有特别优待, 建议可以采取鼓励激励的政策, 如降低监测频次等, 以促进企业既能降低成本, 又能达标排放, 实现成本-效益的双赢; 对于未安装自动监测的排放口, 建议加强对污染治理设施的监控, 确保其达到良好的治理水平。
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