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大气污染控制的基本知识
作者:   时间:2012-06-04

  现在的大气污染是复合型污染

  来源:燃煤排放+机动车尾气+扬尘

  特点:大气能见度降低,氧化性增强

  复合型污染包括几层含义:(1)多种污染物;(2)多种污染类型叠加;(3)多种过程耦合

  (4)多尺度污染(局地与区域相互作用)(5)多种污染物综合控制

  一次污染物主要有:NOX、SO2、VOC、PM10等

  二次污染物主要有:细粒子(SO42-,NO3-) 、大气氧化剂(O3, OH) 、有机酸等

  VOC (Volatile Organic Compounds)挥发性有机化合物

  产生二次污染的反应: 污染现象

  VOC与NOX在光(hv)催化下生成O3, OH 光化学烟雾

  SO2、NOX被O3氧化成SO42-,NO3- 酸雨、灰霾

  O3既在自然界中存在,也由二次污染产生,其前体污染物是VOC和NOX。因此控制臭氧浓度要同时控制VOC和NOX

  危害:地面臭氧浓度增加,大气氧化性增强,加速了一次污染物(SO2,NOx,VOC等)向二次污染物(硫酸盐、硝酸盐、有机酸等)的转化,既形成酸雨污染,又形成高浓度细粒子污染,在适宜的气象条件下导致灰霾频发,大气能见度下降.

  PM2.5即细粒子(fine particles),指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物(可入肺颗粒物)。既有自然源也有人为源,既有一次污染,也有二次污染。主要包括硫酸盐、硝酸盐、有机物、尘土等。

  来源:(1)自然源:包括火山喷发的烟尘、被风吹起的土壤颗粒以及流星燃烧所产生的细小微粒和宇宙尘埃等。(2)人为源:发电、工业生产(煤炭、石油及其他矿物燃烧产生的工业废气)、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物,大多含有重金属等有毒物质,包括散播到空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子,经过一系列光化学反应形成二次污染物。

  主要的污染现象:光化学烟雾、酸沉降(酸雨)、灰霾

  大气污染控制策略的转变:区域联控、多污染物协同控制

  多污染物协同控制是指进行大气污染控制时需要注意不同污染物之间的相互作用,必须协同控制,以防一种污染物的降低却引发了其他的污染现象。比如北方PM10的降低,一方面减少了空气中的碱性颗粒物含量,可能使原本没有的酸雨现象出现,另一方面能见度的升高加剧了光化学反应,使臭氧浓度升高。

  灰霾(Haze)

  目前缺乏统一的概念,主要是指一种多种污染相互作用引起的污染现象,颗粒物和气体污染物导致的可察觉到的能见度降低。

  成分:细颗粒物(硫酸盐、硝酸盐、有机物、尘土等)、元素碳

  成因:能见度的降低主要由于消光系数升高引起

  (1) 内因:高浓度细颗粒物引起,主要与PM1.0成正相关关系。消光=散射+吸收,

  PM1.0引发散射,吸光系数高,贡献了90%以上的消光系数,另外元素碳导致吸收。

  (2) 外因:吸湿性,湿度越高消光系数越大,80%湿度时消光系数是平时的1.5倍。

  雾与霾的区别:

  成分水汽颜色日变化边界

  雾水滴、结晶饱和(95%)乳白明显清晰

  霾尘土、硫酸、硝酸、有机物不饱和黄、橙灰不明显不清晰

  环境管理重点的转变

  NO2、SO2、PM10® NO2、SO2、PM10 、O3、PM2.5

  Ø 我国目前二氧化硫、氮氧化物、可吸入颗粒物的污染问题未得到根本解决(二氧化硫已初步控制,氮氧化物十二五期间刚开始总量控制)

  Ø 二氧化硫减排主要三种手段:工程脱硫、结构脱硫、管理脱硫

  Ø 臭氧、PM2.5是下一步大气污染物控制的重点,还未开始

  Ø 国外TSP已解决,SO2、PM10基本解决,NOX和光化学烟雾(O3)部分解决,PM2.5的治理也刚刚起步

  《国家环境保护“十二五”规划》重点关注的大气污染防治问题

  n 进一步加强二氧化硫排放控制

  二氧化硫的排放和造成的环境影响有明显的行业和区域特征,需要分区域和分行业实施控制措施。

  建议“十二五”时期继续执行二氧化硫总量控制政策,根据地区环境质量现状和环境容量,确定总量控制目标,采取更严格的控制措施。

  针对行业控制,进一步完善和落实火电脱硫政策,严格控制新建电厂的二氧化硫排放量,逐步淘汰效率低、能耗高、污染严重的小火电机组

  开展其他工业行业的二氧化硫排放控制,推进非电力重点行业的二氧化硫排放控制,加强对钢铁、有色、建材、化工、石化等重点行业的二氧化硫排放控制,减少污染物排放

  n 进一步强化一次颗粒物排放控制

  继续提高煤炭洗选率,改善城市的能源结构,减少颗粒物排放,控制煤烟型污染。

  加大对水泥、钢铁等行业的颗粒物污染治理力度,淘汰能耗高、污染严重的老式生产工艺,对新型干法窑系统废弃余热进行回收利用,采用纯低温废气余热发电。对现有水泥厂、钢铁厂、电厂和工业锅炉进行深化治理,安装高效除尘设施,同时减少无组织排放。

  加强对农业面源颗粒物的排放控制,稳步实施以沼气、太阳能为重点的农村能源工程建设,大力推进农村能源清洁化。

  注重实施生态建设工程,建设防风固沙林网、林带,增加河岸植被覆盖率。加快城市综合整治,逐步减少城市内的裸露地面

  n 逐步开展氮氧化物排放控制

  加快对相关现行法律、法规的修订,逐步建立我国氮氧化物控制法规和标准体系

  加强氮氧化物控制规划研究,制订综合性的氮氧化物控制策略。在氮氧化物的控制上,应首先推进达标控制,在此基础上对钢铁、电力、水泥等重点行业逐步实行总量控制。

  在工程层面,应通过修改火电厂氮氧化物排放标准、关停高排放的火电机组、改造现有燃煤锅炉采用低氮氧化物燃烧技术等手段,严格控制火电厂的氮氧化物排放

  n 及时启动挥发性有机物排放控制

  加快制订挥发性有机物控制的法规体系,编制和发布需进行控制的挥发性有机物名录,制订挥发性有机物的环境空气质量标准、源排放限值标准和溶剂挥发性有机物排放的产品标准。

  防治工业有机废气污染,工业有机溶剂使用和挥发性有机物排放必须达到国家相关排放标准。防治工业溶剂使用过程中挥发性有机物的散逸,鼓励使用低挥发性溶剂,减少有毒有害气体的排放。

  防治加油站挥发性有机物的排放。

  逐步开展臭氧和细粒子污染控制

  加强区域复合大气污染控制战略研究,针对区域复合大气污染形成的关键问题,全面系统地开展污染监测、危害评估和预测预警,并进行区域控制体系和污染形成机制的研究,为我国未来城市化健康发展提供重要的技术储备。

  构建科学的空气质量标准和目标体系,推动从单一污染物治理向以臭氧和细粒子为核心的多污染物综合控制转变。

  在确定的空气质量目标下,制订多污染物综合控制技术方案。逐步建立区域协调机制和管理模式,在北京及周边省、市、长江三角洲、珠江三角洲率先展开示范试点,以研究有效组织跨行政单元大气污染控制的区域协调和决策。

  我国大气污染控制的历程及制约因素

  o 我国的大气污染控制始于20世纪70年代,30年来,经历了从点源治理到集中控制、从城市环境综合整治到区域污染控制、从浓度控制到总量控制的转变历程。

  o 大气污染控制的人为制约因素:快速发展与保护不足的矛盾突出;污染控制的相关技术研究还有待加强;污染控制的配套政策尚不完善。

  o 大气污染控制的自然制约因素:地形、下垫面状况、气候条件和气象因素等;对一个地区实施大气污染控制的难易程度及其环境效果在一定程度上受到当地自然因素的影响。 气象因素对大气污染的影响很大。(参看张裕芬老师的研究成果)

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