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河南日报:以科技创新还城市洁净蓝天PM2.5

2015-9-17 20:22:46      点击:

空气是生命赖以生存的基本环境要素之一,空气质量的好坏决定着生命的生存质量。随着工业文明的发展和城镇的不断拓展,大气污染等一系列生存环境问题逐步显现。采取有效措施治理大气污染,最大限度地控制环境恶化给经济发展、人类健康带来的负面影响,是我国可持续发展的内在要求,也是全社会的共同追求。近日,由于在环保部公布的全国城市空气质量排名中落后,郑州的大气污染问题也成为公众关注的焦点。认清大气污染的根源,运用科技手段对症下药,重塑郑州天蓝水净地绿的环境是我们的一致期待。

人类活动使大气污染成不争事实

众所周知,由于人类的经济活动和生存的基本需求,如人口数量不断增长、能源消耗量不断攀升、工业废气排放量不断增加、城镇建设以及道路交通导致的扬尘无序释放等,致使空气质量下降,特别是常见的有毒、有害物质(如二氧化硫、氮氧化物、可吸入颗粒物、挥发性有机物等)在空气中的含量持续增加。世界卫生组织和联合国环境组织在一份报告中指出:空气污染已成为全世界城市居民生活中一个无法逃避的现实。每天数亿吨计的废气和废物释放到大气之中,大大超出了自然界空气的可承载能力,人类赖以生存的有氧大气层俨然变成了一个空中垃圾库甚至毒气库。

近年来,我国大气污染问题越来越严重,许多城市频繁出现雾霾天气,对居民的生产生活产生巨大影响。最近以绿城著称的郑州因为大气污染问题被推上风口浪尖,起因就是一组数据的出炉。根据环保部公布的空气质量数据显示,2015年上半年全国74个城市空气质量排名中,郑州倒数第三,其中456三个月连续排名倒数第二;2015年前6个月优良天数仅有38天,远远低于2013年和2014年全年的121天和161天;其首要污染物从2013年和2014年的一氧化碳、臭氧等转化成了PM2.5PM10,此外NO2和臭氧平均浓度同比均明显上升。雾霾天气的发生率呈现逐渐增大的趋势,是因为近十年来郑州的城市人口基数、工业化经济规模、GDP总量、城区面积、机动车保有量均成倍增长,高强度、高密度的经济活动和城镇生活导致能源消耗逐年递增,大气污染物排放量大幅度增长。

燃煤、尾气和扬尘是雾霾元凶

调研结果显示,导致郑州雾霾天气频繁出现的主要元凶是PM2.5PM10PM2.5又称为可入肺颗粒物或细颗粒物,是指大气中空气动力学当量直径小于或等于2.5微米的所有颗粒物;PM10又称为可吸入颗粒物或飘尘,是指大气中空气动力学当量直径小于10微米的所有颗粒物。由于PM2.5PM10的粒径小、重量轻,更容易飘悬于大气当中,长时间、远距离的漂移使其更容易负载大量有毒、有害物质,进而持续、大范围地影响人体的呼吸系统、心血管系统、血液系统、生殖系统等,对大气质量和人体健康造成更大的危害。

对郑州而言,PM2.5主要源自工业和生活燃煤废气、机动车尾气以及城镇建设扬尘等,分别占PM2.5总量的41%24%28%。首先,郑州市区每年燃煤消耗量为3500万吨,比北京还多1000多万吨,是PM2.5最大的污染源。虽然环保部门对各类燃煤企业的尾气排放均有严格的监控措施以及排放指标要求,但烟尘总量巨大仍是不争的事实。其次,郑州市以300万辆机动车保有量在中部六省省会城市中独占鳌头,但是其中的黄标车也成为主要的污染源。据统计,12.1万辆黄标车的废气排放量几乎相当于约300万辆国IV标准车辆的废气排放量。再次,郑州市的城市规模之大有目共睹,城市大发展促生了2100多个建筑工地,城中村改造、道路修建等产生的大量扬尘使郑州成了一个污染重灾区。除此之外,城镇生活垃圾焚烧、露天烧烤、餐饮业油烟气的无序排放、渣土车无遮盖运输、黄土裸露、城镇周边工矿企业的废气排放等都进一步加重了郑州市的雾霾天气。

运用治理新技术、新产品

面对日趋恶化的空气质量,郑州市人民政府和河南省人民政府分别于2013422日和2014513日发布了郑州市蓝天工程白皮书和《2014年度河南省蓝天工程行动计划实施方案》,明确提出了阶段性控制空气中主要污染物技术指标以及实现目标应采取的具体措施,如深化工业大气污染综合治理、加快产业结构调整、推进能源结构调整、加强城乡大气污染防治、加强机动车环保管理、全面提升油品质量等。除此之外,还需要加快对大气污染治理新技术、新方法的发现、筛选、论证和推广应用。要充分利用科技创新的力量推进大气污染的科学治理,真正还城市一片洁净的蓝天。

第一,加强燃煤污染治理。一是将市区燃煤锅炉改用天然气等清洁燃料,不具备改造条件的实施拆除,加快热源厂的煤改气工程建设和火电厂的提标改造工程,从源头上减少二氧化硫、氮氧化物和烟尘等污染物的排放。同时,要重视实施某些污染治理措施可能带来的负面作用。燃煤锅炉煤改气后,较高的燃烧温度(1200)会催生大量的氮氧化物。可采用先进的燃气燃烧技术(如低氮燃烧器)和烟气净化技术(如催化脱硝技术),确保燃气锅炉氮氧化物的达标排放。应借鉴现有的一些先进经验,对火电厂的燃煤机组进行超低排放改造,采用先进脱硫脱硝除尘技术(如单塔一体化脱硫除尘深度净化技术)对二氧化硫、氮氧化物和烟尘进行高效去除,确保各种污染物达到超低排放要求。二是加强无燃煤区的创建工作。三是通过安装脱硫、脱硝、除尘等末端处理设施,进一步降低烟气中的二氧化硫、氮氧化物和烟尘等污染物含量。

第二,加强机动车尾气污染治理。一是加强机动车环保管理,严格机动车污染定期检验,开展冒黑蓝烟车辆专项行动,加大对超标车辆查处力度,加快黄标车和老旧车的限行和淘汰进程。二是大力发展包含地铁、公交车、公用自行车等在内的公共交通系统。三是加强公众的环保意识,提倡市民绿色出行、低碳出行,通过限制牌照发放等方式限制公务用车和私家车数量,积极推广应用新能源汽车。四是采用先进的科学技术和方法,降低汽车尾气中有害污染物含量。推广机动车机外净化技术,即在尾气出口处加设带有催化剂的尾气净化器,将有害气体如一氧化碳、碳氢化物、氮氧化物、PM2.5等污染物去除或转化为低害物质。尾气净化器的核心部分是催化剂,应大力研发和推广新型高效催化剂。推行机动车机内净化技术,即直接在燃油中加入添加剂,促进燃油充分燃烧,减少有害气体的生成。燃油添加剂是该技术的核心,应重视新型、高效、持久、低成本燃油添加剂的研发和推广。除此之外,还要改进汽车发动机性能,减少尾气排放,加强油品质量监管,加快油品质量升级,降低燃油的含硫量和不饱和烃含量,加大对脱硫、降烯烃等清洁汽油生产技术研发的支持力度。目前已经研发出的催化汽油加氢DSOGARDES技术可显著缩短装置建设周期,减少项目投资,实现生产国IV和国V车用汽油的灵活切换。

第三,加强扬尘污染治理。一是建筑工地该硬化的硬化,不能硬化的绿化,不能绿化的加盖防尘网。为工地配备洒水设备,防止施工扬尘,配备自动车辆冲尘装置,对每辆出入工地的车进行冲洗,做到泥不外带。为渣土运输车辆安装GPS定位系统,控制沿途撒漏污染。二是改善城市道路清扫保洁方式,加大道路机械化清扫比重,避免清扫时产生二次扬尘。三是对降尘措施落实不到位的加大处罚力度。四是加快研发适合市场需求的抑尘、滞尘新技术和新产品。五是加大植树造林力度,在美化城市的同时达到吸尘降尘的目的。(作者系省科学院化学研究所研究员)(转自《河南日报》2015821日第七版)