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【题  名】 雾霾(大气污染)深度治理的问题与建议

【出  处】 中国绿发会

【日  期】 2021.02.15

【作  者】 /

【关键词】 环境治理 雾霾 大气污染 大气污染治理

【正  文】

 
   2013年雾霾爆发以来,各地采取积极措施治理大气污染,使大气环境有所改善。但大气污染仍然没有控制住,近几年秋冬季节,即使在大范围的停工限产的前提下,大面积雾霾现象在北方除北京以外的地区仍然频繁发生,给企业生产和人民健康带来严重影响。为了使未来的大气污染治理更加有效,我们分析了这几年大气污染治理的得失,并提出改进建议。
  1.问题
  2013年重霾爆发以来,政府从中央到地方,采取各种措施“铁腕治霾”,包括实施世界上最严格的烟气超低排放标准,大范围的煤改气、煤改电,治理散、乱、污等。目前控制的三个常规大气污染物,颗粒物(尘PM),二氧化硫(SO2)的排放量同比2014年前的峰值下降 80%以上, 氮氧化物(NOx)的排放量也同比峰值下降了30%。从指标上看,常规污染物减排治理成果非常好,但实际的雾霾治理效果远远低于预期。到秋冬季,北方地区不得不靠大范围的停工、限产来维持一定的大气环境质量。即使如此,雾霾仍然频繁来袭。特别是2020年春节疫情期间,在国民经济几乎处于停顿状态的情况下,大范围、长时间的重霾仍然未能避免。
  污染物排放与不利大气扩散条件是雾霾发生的两个主要因素。北方秋冬季雾霾频发的原因不仅与常规污染物排放有关,更与非常规污染物排放有关,否则,常规污染物在峰值期间(2008-2011)更容易暴发雾霾。同时,不利大气扩散条件不仅由自然因素引起,也与人类活动有关,特别是工业水汽排放相关。
  经过反复的研究和分析,我们认为目前治理常规大气污染物 (二氧化硫和氮氧化物)减排技术缺陷和标准缺失,导致了大量非常规污染物的排放,而这些非常规污染物没有得到监管,是当前雾霾久治不愈的根本原因,大量工业水汽排放引发的不利大气扩散条件是重要原因。
  2.治理技术缺陷和标准缺失
  2.1氮氧化物NOx 减排的同时,产生了大量的氨排放
  目前减排氮氧化物(脱硝)主流技术 SCR 法用氨作为还原剂,为了达到远高于欧美标准的超低控制指标,企业过量喷氨现象十分普遍。这些过量的氨气形成铵盐等氨氮物, 通过粉煤灰、脱硫废水、雾滴等被携带排出烟道,最终形成氨气排至大气。专家估算,按 2017年电厂的氨使用量计算,这部分排放的氨气量约为137-218万吨。非电行业的脱硝设施不少设置于脱硫设施之后,过量的氨直接排入大气,比电厂的影响更严重。中国科学院大气物理研究所研究员王跃思团队通过观测发现,“华北是我国氨气最大的‘热点区’,浓度异常高,空间覆盖范围广” 。该团队前不久在《国家科学评论》 发表文章,直接建议 “将氨(包括氨气和铵盐)作为大气污染物列入控制性指标”。
  工业过程中的氨排放问题一直没有得到关注。根据前不久完成的国家大气污染防治攻关联合中心组织的“大气重污染成因与治理攻关项目(总理基金)”报告所述:“氨排放主要是畜牧业和农业”,这一结论远远脱离现实。国际、国内多重研究表明,在城市范围内,工业早已是主要氨排放源,特别是超低排放启动后,工业氨用量大幅增加,大气中的氨含量也随之升高。
  氨气是大气中唯一的高浓度碱性气体, 排放到大气中的氨与硝酸或硫酸等酸性气体发生反应, 形成硫酸盐、硝酸盐,氨盐等二次细颗粒物,是大气中气态污染物转变成颗粒态污染物的重要推手。另外氨(氨类物质)对雾霾的影响还表现在高湿环境下,溶解于液滴中的氨类物质和硝酸盐,作为营养物质导致一些微生物大量快速的繁殖,使得雾霾快速发展。我们在追求超低的氮氧化物排放的同时,忽视了目前技术的局限性,使得大量的氨排向空中,转而形成二次颗粒物和微生物的繁殖,抵消了其它颗粒物减排的效果。
  近年来,华北地区降雨已经从局部性酸雨转变为全面偏碱性,这从宏观上也证明,减排常规污染物的同时,导致了过量氨气的排放。在低温季节氨气铵盐湿沉降能力弱的情况下,过量氨气排放会导致大气中的细颗粒物较长时间存在,在较大范围扩散分布。
  2.2 二氧化硫(SO2)减排,湿法脱硫工艺与细颗粒物排放
  目前绝大部分电厂和工业企业使用湿法脱硫工艺进行二氧化硫(SO2)减排,尽管脱硫效果明显,但由于中间的烟气升温器 (GGH)被取消,使得烟气低温、低空、高湿排放,脱硫浆液中的细颗粒物通过饱和湿烟气夹带排入大气,可凝结颗粒物 CPM浓度偏高,且未控制。取消GGH的情况下,低温季节,饱和湿烟气条件下,排出的烟气形成浓重的烟羽,二氧化硫在烟羽内的液滴内形成亚硫酸,进一步形成硫酸的极好条件。这样的排放变化过程完全无法监控。
  根据包括北京,上海等17个达到超低排放标准机组的测试结果,CPM的平均值是 13.93毫克/立方米,超过了超低排放颗粒物标准10毫克/立方米。更为严重的是,CPM形成的颗粒物粒径小,粒数浓度非常高,每立方厘米粒数以千万计。同样质量浓度的CPM,其粒数远超过可过滤颗粒物,对大气的消光作用也远远大于可过滤颗粒物。这些CPM 在大气中作为凝结核,遇冷凝并,吸湿长大,并产生液相下的二次复合过程,雾霾暴发时,以PM2.5质量浓度形态显现。

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