挥发性有机物(volatility organic compounds，VOCs)是环境中的一类典型污染物，对大气的物理、化学性质以及人体健康都有十分重要的影响。近年来随着我国经济的迅速发展，由工业、居民生活排放的人为源VOCs总量正在逐年增加，导致光化学烟雾、城市灰霾等复合型大气污染问题日益严重。有效控制VOCs排放已经成为现阶段我国大气环境治理领域中的热点问题。泄漏检测与修复(leak detection and repair，LDAR)是目前国际上通用的一种无组织VOCs控制技术，可广泛应用于石化等行业中设备泄漏环节的VOCs减排。

　　美国和欧盟等发达国家早在20世纪80—90年代就开始通过实施LDAR控制VOCs排放，改善大气环境质量，并且取得了十分显著的成效。21世纪初以来，为有效控制我国工业源污染排放，LDAR技术被引进中国，并被越来越多的企业所重视和应用。本研究通过对国内外LDAR技术实施情况及相关标准、政策的调研分析，旨在总结我国LDAR的应用现状、存在问题并提出相关改善建议.

　　LDAR技术简介

　　1.1 LDAR的定义及实施目标

　　LDAR是一项对工业生产过程中的物料泄漏进行控制的系统工程，也是一项履行相关标准的重复性工作。该技术采用固定或移动检测仪器，定量或定性检测生产装置中易产生VOCs泄漏的密封点，并修复超过一定浓度的泄漏点，从而控制物料泄漏损失，达到减少环境污染的目标。通常，被检测的密封点包括泵、压缩机、搅拌器、阀门、泄压设备、取样连接系统、开口阀或开口管线、法兰、连接件等。就一家企业而言，虽然单个密封点的泄漏很微量，但整个生产线的所有密封点可以产生巨大的排放。据美国环保局估算，设备泄漏产生的VOCs排放量约占炼油厂原油加工量的0.01%。欧盟多家炼油厂采用红外遥感技术测量的烃类排放均值约为原油加工量的0.12%，其中炼油装置泄漏的VOCs排放占全厂VOCs无组织排放总量的20%～30%。

　　1.2 LDAR的实施程序

　　现行的LDAR工作模式由美国EPA建立，其标准方法称为《挥发性有机化合物泄漏测定方法》。该方法不但规定了执行LDAR操作需遵守的协议，同时还规定了用于VOCs泄漏检测的设备和技术。总体上讲，LDAR常见的检测技术主要分为常规检测和非常规检测2大类。常规检测是指采用火焰离子检测器、红外吸收检测器、光离子检测器等仪器直接检测设备密封点的逸散浓度;非常规检测是指采用光学检测仪(红外热成像仪、傅里叶红外成像光谱仪等)、超声检测仪等仪器对设备泄漏情况进行检测或检查，可作为常规检测的辅助手段，发现疑似泄漏点后，应采用常规检测方法定量确认。典型的LDAR实施程序可概括为5个基本步骤，依次分别为识别、定义、实施、修复以及报告。各个步骤的具体含义和内容如图1所示。

　　修复是整个LDAR实施过程中真正实现VOCs减排的关键一环。目前国内外对于泄漏点常用的修复手段包括紧固螺栓、更换部件、加装管帽、涂抹密封胶、制作夹具堵漏等方式。具体视泄漏程度、泄漏设备组件类型以及生产工况等因素而定。

　　1.3 LDAR的实施效益

　　根据美国EPA对实施LDAR的企业进行的评估，石油炼制企业实施LDAR后设备VOCs泄漏量可减少63%。丁德武等对国内石化企业炼油装置LDAR实施效果的评估结果表明，LDAR的执行可使该装置的VOCs排放量削减约50%。可以看出，LDAR工作对于设备泄漏环节VOCs的减排具有非常明显的效果。

　　同时，LDAR实施后带来的社会效益还包括以下方面:

　　1)生产安全:通过LDAR的实施，可以提前发现生产现场的安全隐患，提高生产的安全性和可靠性。

　　2)环境保护:由于VOCs是臭氧(O3)和细颗粒物(PM2.5)污染的关键前体物，LDAR的实施可以有效减少企业的VOCs排放，从而改善当地的空气质量。

　　3)职业健康:实施LDAR可以降低现场工作人员的污染暴露风险。化工企业排放的VOCs中有一部分也是有毒空气污染物(hazardous air pollutants，HAPs)，这些物质的排放量过高对装置操作人员的健康产生危害。

　　4)资源节约:LDAR的实施可以有效减少企业物料损失。无组织排放的物质大部分均为可出售的物料，通过减少无组织散逸，可以提高产品收率，获得更多生产效益。

　　5)经济成本:一方面LDAR的实施可以提前发现设备泄漏，提早修复，降低维修成本;另一方面，通过VOCs的减排还可以减少企业的排污费。

　　6)企业形象:LDAR的实施可以降低企业可能面临的因污染物超标排放而产生的合规性风险，提高企业的品牌价值。

　　国外LDAR应用进展

　　国外LDAR的实施起步较早，已经有30～40年的经验积累。在长期的应用和发展过程中，国外的LDAR工作已经形成了较为完整的实施体系，并已进入法制化、标准化和专业化的轨道。

　　2.1美国

　　20世纪80年代初起，美国联邦法典对石化炼油行业的设备VOCs泄漏排放提出严格的作业要求，规定必须对石化企业实施LDAR作业。此后LDAR技术被美国许多州和地方政府所采纳，将其作为空气质量达标的主要措施之一;1990年，美国的《清洁空气法》修正案正式将LDAR纳入其中，作为最大可行控制技术，规定必须对石化和化工企业实施LDAR作业，以控制管线组件的无组织排放;1993年，美国EPA颁布《设备泄漏排放估算协议》，并于1995年对该协议进行修正，该协议给出了基于LDAR实测结果估算设备泄漏VOCs排放量的方法;为了提高LDAR工作效率，美国石油学会于1997年提出Smart-LDAR技术，并由美国EPA于2008年发布了红外气体相机开展Smart-LDAR的AWP(alter-native work practice)规范。相对于传统的泄漏检测方法，Smart-LDAR可以通过远距离光学成像同时检查多个泄漏组件，从而更快地找出泄漏组件并实施修复。EPA对该方法进行了实验验证，Smart-LDAR泄漏检出限在0.1～100g·h-1范围内，平均每分钟约可完成35个设备密封的检测，是传统LDAR效率的4.3倍。

　　2.2欧盟

　　欧盟于1999年起建议其成员国的炼油厂实施LDAR。欧盟对VOCs的排放控制主要采用指令的形式，其发布的综合污染预防与控制(integrated pollution preventionand control，IPPC)指令将工业生产活动划分为能源工业、金属工业、无机材料工业、化学工业、废物管理以及其他活动等6大类共33个行业进行管理;2010年欧盟将IPPC指令与现有的工业排放指令整合为2010/75/EU(the industrial emissions directive，IED)指令，并要求于2013年1月7日前逐步进入欧盟各国立法体系，于2014年1月7日起用IED指令代替IPPC指令和各工业指令。IED指令实质上是IPPC指令的延续和升级，仍然以IPCC为核心，但同时强化了BAT在环境管理和许可证管理中的作用和地位。IED指令指出，无组织逸散是VOCs控制的重点，在储罐、设备、管线泄漏等无组织逸散VOCs的控制方法中，LDAR是最佳可行技术(best available technology，BAT)，与工艺排放的控制同等重要。对于LDAR工作的开展，规定常规仪器检测(sniffing method)和光学仪器检测(optical gas imaging methods)都是可选方法。目前比利时、荷兰、瑞典等国家均出台了LDAR实施的相关要求和规定。

　　2.3加拿大

　　加拿大环境署制定的环境保护法案中明确提出了有害化工气体泄漏的防治要求，要求建立并实施完善的泄漏检测与修复技术。1993年10月，加拿大环境部长理事会(Canadian Council of Ministers of the Environment，CCME)发布的《设备泄漏无组织排放检测与控制实施法规》中明确提出了对相关企业管道及设备实施LDAR的具体要求，规定了包括压缩机、泄压阀等在内的不同密封设备的检测频次以及修复时间、泄漏率等。同时，加拿大清洁空气战略联盟(clean air strategic alliance，CASA)要求上游油气行业于2005年12月31日前制定一套针对逸散性排放的最佳管理方法，相关部门颁布并实施LDAR许可证制度，并于2007年由CASA对上游石化行业进行复查考核。

　　从国外LDAR推广实施的做法和经验可以看出，LDAR确实是一项对VOCs无组织泄漏控制有效且通用的技术，也是一项系统工程，必须做好相应的配套和保障，包括:1)制定科学的法律法规，对LDAR的实施和操作提出强制性规定;2)建立VOCs逸散排放的评估标准和方法，实现LDAR减排效果的定量化评估;3)建立企业申报制度，要求企业定期向政府提供LDAR的执行情况及排放报告;4)建立审查审计制度，对企业的LDAR项目进行定期或突击审查。只有不断总结经验并将其固化在政策与标准中，才能使LDAR技术更加广泛和专业地被应用，从而确保达到期望的VOCs控制效果。

　　我国LDAR政策法规及应用现状

　　3.1国内政策文件对LDAR的要求

　　我国对VOCs污染的控制起步相对较晚。2010年5月11日，国务院办公厅转发环境保护部《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见的通知》(国办发[2010]33号)，首次从国家层面将VOCs列为与SO2、NOx和颗粒物同等重要的大气污染物，成为我国VOCs污染防治的里程碑。此后，随着我国大气污染防治力度的不断加大，各种围绕VOCs污染控制的政策文件也纷纷出台，其中明确提出需要实施LDAR工作的主要政策文件包括:

　　1)2012年10月，国家环保部、发改委和财政部联合印发了《重点区域大气污染防治“十二五”规划》(环发[2012]130号)，要求石化企业应全面推行LDAR技术，加强石化生产、输送和储存过程挥发性有机物泄漏的监测和监管，对泄漏率超过标准的要进行设备改造。该规划首次将推行LDAR技术写入国家文件。

　　2)2013年5月，环保部下发《挥发性有机物(VOCs)污染防治技术政策》(公告2013年第31号)，其中规定:对泵、压缩机、阀门、法兰等易发生泄漏的设备与管线组件，制定LDAR计划。

　　3)2013年9月，国务院印发《大气污染防治行动计划》(国发[2013]37号)，明确要求:推进挥发性有机物污染治理，在石化行业开展“泄漏检测与修复”技术改造。

　　4)2014年12月，环保部发布《石化行业挥发性有机物综合整治方案》(环发[2014]177号)，进一步明确到2015年底，石化行业全面开展“泄漏检测与修复”工作，使VOCs无组织排放得到基本控制。

　　3.2国内LDAR相关标准及规范

　　为了规范LDAR工作，保证实施效果，我国先后也出台了众多标准和规范，对LDAR的具体实施提出明确的技术要求。其中既包括国家和地方的标准和规范，也包括企业内部制定的LDAR技术规章。本文详细梳理了我国国内迄今出台的涉及LDAR的标准和规范，重点对比分析了不同的标准和规范对LDAR泄漏控制浓度以及检测频率要求的异同，具体结果见表1。表1中使用英文简写对其中的一些名称进行了替代，同时，直接用表1中标准和规范的序号代替对应标准和规范的名称。

　　注:a取第Ⅱ时段(自2017年1月1日起)的排放限值;b取2016年1月1日后执行的排放限值;c取新建源(即自2014年8月起环境影响评价文件获得批准的新建、改建、扩建项目中设立的设备)的排放限值;d取新建源(即自2014年8月1日起环境影响评价文件通过审批的新建、改建、扩建项目)的排放限值;1)本表未将个别标准和规范中规定的采用红外成像技术进行快速检测的频次要求列入统计范围;密封点类型简写对照:泵—P;压缩机—Y;搅拌器—A;阀门—V;泄压设备—R;采样连接系统—S;开口管线—O;法兰—F;连接件—C;难以检测(不可达)设备—U;物料类型简写对照:气体—G;轻质液—L;重质液—H;有机毒性物质—OH。

　　就泄漏控制浓度而言，不同标准和规范的规定有所不同。有的以泄漏组件中的流体介质类型为依据进行分类，给出不同分类的泄漏控制浓度值，比如(1)、(2)、(3)、(4);有的直接以泄漏组件类型为依据进行分类并给出泄漏控制浓度值，而不考虑流体介质类型，比如(5)、(6)、(7)、(8);有的不区分泄漏组件类型和流体介质类型，给出统一的泄漏控制浓度值，比如(9)、(10)、(11)、(12)。为了方便比较不同标准和规范中泄漏定义值的大小，本文将各标准和规范的泄漏定义值汇总为图2。由图2可以看出，国内目前的标准和规范对泄漏浓度值的定义总体上可以分为4类:

　　1)泄漏控制浓度高值(本研究指以气体、轻质液为介质的组件或者动密封类组件的泄漏控制浓度值)为2000μmol·mol-1，泄漏控制浓度低值(本研究指以重质液为介质的组件或者静密封类组件的泄漏控制浓度值)为500μmol·mol-1。采用该类定义值的标准和规范包括(1)、(2)、(3)、(4)、(6)、(8)。

　　2)泄漏控制浓度高值为1000μmol·mol-1，泄漏控制浓度低值为500μmol·mol-1。采用该类定义值的标准和规范包括(5)、(7)。

　　3)泄漏控制浓度统一为500μmol·mol-1。采用该类定义值的标准和规范包括(9)、(12)。

　　4)泄漏控制浓度统一为200μmol·mol-1。采用该类定义值的标准和规范包括(10)、(11)。

　　同时，图2还将国内的泄漏控制浓度值和我国台湾省以及美国的对应标准做了比较。可以看出，台湾省各类组件不同介质的泄漏控制浓度值统一为1000μmol·mol-1(气体释压装置为100μmol·mol-1);而美国联邦标准中的泄漏控制浓度高值为2000μmol·mol-1，低值为500μmol·mol-1，和目前我国的(1)、(2)、(3)、(4)、(6)、(8)文件中的泄漏控制浓度值相同。总体来看，我们目前的LDAR泄漏控制浓度值和美国相当，有的地方标准比美国还要严格许多。

　　就检测频率而言，不同标准和规范的规定亦不相同。但总体来看，主要是按每季度、每半年或每年的频次对不同类型的密封点进行检测。各标准和规范中最常见的检测频率要求是动密封点每季度检测一次，静密封点每半年检测一次，具体的检测频次详见表1。

　　3.3 LDAR在国内的应用

　　文章通过文献调研的方式整理了国内部分已实施LDAR的企业案例，并将LDAR实施的基本情况汇总为表2。可以看出，目前国内上海、北京、天津、广东、江苏、浙江、江西等众多省市的石化企业均已开展了LDAR工作。通过目前的统计数据来看，不同石化企业的泄漏率约在0.06%～7.25%之间，平均泄漏率为1.46%。由于不同地区的LDAR标准规范对泄漏值的定义不同，因此各企业之间泄漏率数据的可比性不强。

　　注:数据均来自于文献及网络资料。

　　“十三五”期间，随着国家对VOCs污染控制力度的进一步加强，LDAR工作的开展必定会更加深入。我国LDAR技术的应用将会同西方发达国家一样，呈现全面化、法制化、标准化和专业化的发展趋势。同时，随着网络及信息技术的飞速发展，LDAR技术也会越来越智能化和简便化。以LDAR工作中的建档方式为例，目前国内已有企业在建档过程中采用现场拍照的方式来替代传统的管道仪表流程图(piping and instrumentation diagram，PID)标注方式。由于照片建档只反映生产现场组件的实际位置，不会外泄工艺流程设计，这样就解决了PID建档的保密性差的问题。同时由于照片记录的识别性强，更有利于现场操作人员迅速找到被检测点的位置，提高LDAR工作的效率。

　　问题与建议

　　西方发达国家已经把LDAR作为一项强制性措施在石化等重点行业推广执行，我国石化行业的生产能力位居世界前列，但在设备泄漏等无组织排放的控制和管理方面跟发达国家还存在较大差距。尽管我国近期也已经从国家层面将LDAR作为工业源VOCs减排的一个重要手段，并先后出台了多个标准和规范对LDAR的实施进行指导和约束，然而在具体应用过程中，还存在诸多现实问题和困难亟待解决和改善，其中最为普遍的问题之一就是LDAR执行过程的合规性问题。很多企业在实施LDAR的过程中并没有严格按照标准和规范规定的操作方法和检测频率执行，致使测得的数据可信度不够;此外由于LDAR在我国才开始推广，LDAR执行情况的审核制度还没有建立，对于有些企业流于形式的LDAR实施现状，目前也很难得到解决。因此，建议今后可从以下几个方面开展进一步的研究和探索。

　　1)持续完善相关标准规范配套。在已出台的LDAR标准规范的基础上，持续开展LDAR检测方法、操作程序、数据管理、质控质保等方面的法规和制度配套研究，促进我国LDAR工作向规范化和标准化方向发展，不断提高我国LDAR工作的技术水平和实施效果。

　　2)建立并规范第三方参与机制。除石化行业外，需要实施LDAR的行业还包括有机化学原料制造、化学药品原药制造、合成材料、初级形态的塑料及合成树脂制造、合成橡胶制造、合成纤维单(聚合)体的制造等众多类别，这些企业的规模大小不一，管理水平参差不齐，如果均由企业自己组织实施LDAR，无论从技术上还是管理上，都很难有保障。因此，借鉴美国和欧洲的经验，逐步建立完善LDAR第三方参与机制，并对第三方的参与资质、操作方法进行规范和考核，比如要求第三方在不同行业实施LDAR时要对仪器响应与污染物的对应关系进行有效性判断等，这些都将有利于我国LDAR工作的规范化发展。

　　3)实施检测结果的信息化管理。由于LDAR项目的数据量一般较大，常规的手动记账式操作显然不能满足日益严格的精细化管理需求。美国从2004年起就对LDAR检测记录和数据实行信息化采集和管理，这样一方面可以减少数据录入的劳动力成本，另一方面可显著提高数据的精确度和可靠性，同时还可以由数据库管理软件直接计算VOCs泄漏量。因此，我国也应该尽早着手相关信息化平台的开发和建设工作，推出适合我国企业应用的LDAR管理软件。

　　4)建立LDAR审查审计制度。LDAR执行过程的规范化是LDAR项目能否有效实现减排的关键。我国应参照美国等国家的实践经验，逐步探索建立LDAR项目审查审计制度，对LDAR项目中VOCs管线的识别、挂牌记录、泄漏检测报告、维修报告、各类程序文件、仪器校准记录、人员现场操作等内容进行定期或突击审查，监督并保障LDAR项目的实施质量，跟踪评估LDAR项目的实施效果。