霧霾暴發(fā)主因：濕法脫硫

周勇

摘要：本文基于PM2.5大數(shù)據(jù)、霾和霧天數(shù)的歷史氣象數(shù)據(jù)和實驗數(shù)據(jù)，從四個方面論證了， 實行在線監(jiān)測、鉛封煙氣旁路系統(tǒng)以及拆除煙氣再加熱系統(tǒng)（GGH）后，突然大量增加的濕法脫硫水汽排放污染是2013年霧霾大暴發(fā)的主因，并且能夠合理解釋最近幾年治霾取得巨大成績狀況下，霧霾暴發(fā)或年際抬頭的各種現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：PM2.5；霧霾原因；大數(shù)據(jù)；氣象；實驗

中圖分類號：X773； F290 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2017.04.003

根據(jù)NASA燈光數(shù)據(jù)提取的PM2.5數(shù)據(jù)，二十世紀六十年代初至2013年山東省霾和霧的天氣數(shù)據(jù)，以及不同部門實驗數(shù)據(jù)，本文能夠確切地斷定2013年霧霾大暴發(fā)是一個突發(fā)事件。

根據(jù)環(huán)保部大氣質(zhì)量實時監(jiān)測數(shù)據(jù)[1]（2014年5月13日開始公開）計算的不同時間、不同區(qū)域采暖季啟動日前后三周內(nèi)PM2.5的變化，采用新的檢測工具對行業(yè)性濕法脫硫排出水汽的檢測數(shù)據(jù)；李壯等在2015年《節(jié)能技術(shù)》上公開發(fā)表的實驗結(jié)果[4]；某著名大學霧霾成因研究團隊的部分研究結(jié)論，以及采用室內(nèi)加濕器分別加入純凈水、礦泉水和自來水所導致的室內(nèi)PM2.5濃度巨大差異的簡單實驗等。若干條獨立證據(jù)鏈證明濕法脫硫是2013年霧霾暴發(fā)的主因，并且在之后一直起著主導作用。

1 還原2013年霧霾大暴發(fā)形成過程

政府一系列針對濕法脫硫設(shè)備規(guī)范運行的政策和技術(shù)措施，以及企業(yè)的應(yīng)對措施，在規(guī)定的2012年底前完成。新的濕法脫硫設(shè)備運轉(zhuǎn)模式與原來的模式相比，發(fā)生了質(zhì)的變化。進入2013年1月后，連續(xù)出現(xiàn)靜穩(wěn)或逆溫天氣。大量新增的濕法脫硫排放的含有溶解鹽類和非溶解物的水汽，脫水后產(chǎn)生大量超細顆粒物，無法擴散，逐漸累積，為霧和霾的形成提供了充足的凝結(jié)核和濕度條件，進而引起霧霾的突然大暴發(fā)。

1.1 政府在2012底之前實行在線監(jiān)測等一系列政策措施及企業(yè)的應(yīng)對措施相互疊加，使得原來煙氣排放模式發(fā)生質(zhì)變

環(huán)境保護部原部長周生賢在2011年全國節(jié)能減排工作電視電話會議上的發(fā)言指出：“2012年底前，火電、鋼鐵、造紙、印染等行業(yè)的重點企業(yè)以及城鎮(zhèn)污水處理廠，必須完成運行監(jiān)控平臺和自動監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)，嚴肅查處生產(chǎn)運行記錄、在線監(jiān)測、減排臺賬中的弄虛作假行為”。由此，重點企業(yè)脫硫設(shè)備在2012年底前全部投入在線監(jiān)測。為了防止企業(yè)繼續(xù)利用煙氣旁路系統(tǒng)偷排，環(huán)保部要求鉛封脫硫設(shè)施的煙氣旁路系統(tǒng)。企業(yè)為了避免煙氣再加熱系統(tǒng)（GGH）結(jié)垢而停產(chǎn)檢修影響生產(chǎn)，隨即拆除GGH。企業(yè)的這一應(yīng)對措施，符合國家環(huán)境保護標準（HJ462-2009）允許脫硫排放低溫濕煙汽的規(guī)定。但是拆除GGH后，常規(guī)污染物（SO2、粉塵和NOx）對地面濃度的貢獻可以提高一倍以上[1]。而脫硫脫硝大量噴水降溫，將鍋爐煙氣標準130℃變成40℃～60℃，相對干煙氣變成低溫濕煙汽（類似加濕器排出的水霧）。由于實施在線檢測，各種偷排行為和不按規(guī)定啟動脫硫設(shè)備的行為被徹底整治。脫硫電價、脫硫供熱加價獎勵措施等，也使得電廠和供熱企業(yè)有了2012年底前突擊安裝脫硫設(shè)備的動力。需要在線監(jiān)測的新國控重點排污企業(yè)名單也得到擴展和更新。這樣，就在2012年底，從根本上改變了煙氣排放的原有模式，并突然增加大量開始正常運行的脫硫設(shè)施。

始于本世紀初的濕法脫硫在電廠的普及率，2005年達到35%左右，2012年基本普及。到2012年底，以濕法脫硫為主，大量合法化取消煙氣再熱除濕和允許排放低溫濕煙汽的部門，包括：火力發(fā)電、燃煤熱電、天然氣鍋爐、鋼鐵、焦化、電解鋁、水泥、平板玻璃、汽車尾氣、餐飲等。雖然本文主因是指濕法脫硫，但其他類似的排放低溫濕煙汽的設(shè)備所起的作用，與濕法脫硫類似。

1.2 濕法脫硫?qū)е蚂F霾大暴發(fā)的作用機理

對酸雨治理發(fā)揮重要作用的濕法脫硫，在另一方面卻導致次生PM2.5，使得2013年霧霾大暴發(fā)，以及后來的霧霾高發(fā)、頻發(fā)并出現(xiàn)反復。具體而言，2013年1月，突然全部正常運行的或新上的濕法脫硫設(shè)備排出大量水汽；企業(yè)拆除GGH，拆除GGH后常規(guī)污染物（SO2、粉塵和NOx）對地面濃度的貢獻可以提高一倍以上[1]，在濕法脫硫排出的水汽中有大量硫酸鹽、脫水后形成大量超細顆粒物、占總的PM2.5比重很高的情況下，在2012年底前許多企業(yè)一致行動，僅此一項，足以引起劇變；鍋爐煙氣標準由130℃變成40℃～60℃，干煙氣變成低溫濕煙（水）汽，在靜穩(wěn)或逆溫天氣下類似房間中安裝了大量加濕器，把溶解在水中的各類鹽通過水氣（類似加濕器的水霧）送入大氣，脫水后產(chǎn)生大量PM0.38甚至PM0.07超細顆粒物，從根本上改變原有煙氣特性，這是霧霾暴發(fā)的根本原因。即，濕法脫硫排出的大量水汽中，有多種溶解鹽和其他非溶解物，在大氣中脫水后產(chǎn)生大量超細顆粒物，成為看不見的粒子。這些超細顆粒物隱藏在空氣中，在空中停留時間長，不沉降，具有極強的遷移能力，控制和治理難度很大。遇到靜穩(wěn)天氣或逆溫天氣，又吸水、膨脹、粘附、變大，成為霧霾；氣象條件轉(zhuǎn)好后，又可能脫水消失，也可能隨著雨水落下。

加上遍布京津冀及周邊的各種電廠和其他有脫硫設(shè)備的燃煤設(shè)施，24小時不停運轉(zhuǎn)，不斷迅速補足大氣中的超細顆粒物，靜等靜穩(wěn)或逆溫天氣，條件具備霧霾暴發(fā)。其自身也不斷向大氣中輸送脫水后變成大量超細顆粒物的水汽，進一步增加了空氣的濕度。

而2012年底采暖季開始后的一個半月，沒有遇到連續(xù)多天的靜穩(wěn)或逆溫天氣，從而大霧霾沒有在2012年暴發(fā)。

可見，是企業(yè)整齊劃一的濕法脫硫行為的改變，導致大氣中濕法脫硫產(chǎn)生的超細顆粒物（形成霾的凝結(jié)核）突然增加，排出的水汽也導致空氣濕度增加，從而導致2013年初靜穩(wěn)天氣下霧霾的突然暴發(fā)和后來的頻發(fā)。

1.3 2013年后鐵腕治霾情況下，霧霾在不同年份、不同城市仍有抬頭，也是濕法脫硫沒有作為主因進行治理的必然結(jié)果endprint

最近幾年，在中央鐵腕治霾下，各種一次PM2.5來源得到治理，PM2.5平均濃度整體下降。但對許多城市占一半以上的二次PM2.5沒有搞清楚來源，遇到靜穩(wěn)或逆溫天氣較多的年份，PM2.5濃度仍有抬頭。

山東省許多城市是2015年采暖季PM2.5濃度抬頭，京津冀的一些城市是2016年采暖季抬頭。雖然有的權(quán)威機構(gòu)把PM2.5濃度抬頭解釋為天氣原因，實際上還是沒有發(fā)現(xiàn)主因并作為問題去解決的必然結(jié)果。兩個緊鄰的區(qū)域，不同年份霧霾抬頭，很難只用氣象因素去解釋。

2013年之后PM2.5濃度的下降，一方面是煤炭消費總量下降（10.8%）導致濕法脫硫水汽排放減少；另一方面是其它治霾措施的重要作用，其難度大大超過對濕法脫硫的技術(shù)改進。

2 確認2013年霧霾大暴發(fā)是突發(fā)事件

雖然中國北方居民大都經(jīng)歷過2013年霧霾的肆虐，但從科學角度，仍不能說2013年是突發(fā)事件，因為有可能是原來大家都不知道這個概念，也可能是漸進發(fā)生，沒有意識到。這里所說的突發(fā)事件，主要是指不是循序漸進達到這種大暴發(fā)程度。實際情況是，2012年P(guān)M2.5濃度和霾的天數(shù)比2011年有所降低，2013年是突然大幅度躥升到霧霾大暴發(fā)的程度。關(guān)鍵是如何在沒有可靠的官方監(jiān)測數(shù)據(jù)情況下找到可靠的數(shù)據(jù)，證明2013年霧霾是突發(fā)事件。這里給出三種相互獨立的定量化證據(jù)，證明2013年確實是突發(fā)事件。

2.1 根據(jù)NASA燈光數(shù)據(jù)提取的PM2.5數(shù)據(jù)等合成的PM2.5濃度變化曲線顯示，2013年霧霾是突變，必有突變的原因

國內(nèi)有大量學術(shù)期刊文章利用NASA燈光數(shù)據(jù)作各種研究，我們也偶然得到NASA燈光數(shù)據(jù)提取的PM2.5濃度[2]，三年滾動平均。對數(shù)據(jù)進行處理，把2001～2003年滾動平均數(shù)代表2002年的數(shù)據(jù)，以此類推可得到1999～2011年的數(shù)據(jù)。2010～2012年數(shù)據(jù)比2009～2011年數(shù)據(jù)還小，顯然2012年數(shù)據(jù)不比2011年高，這里采用與2011年相等的數(shù)據(jù)。

圖1中2013年數(shù)據(jù)是政府公布的數(shù)據(jù)。2013年之后數(shù)據(jù)的采集，以2014年5月13日～2015年5月13日作為2014年值，這樣包含一個完整的采暖季，依次類推。這樣的數(shù)據(jù)處理是監(jiān)測數(shù)據(jù)缺乏情況下不得已的處理辦法，缺少2014年上半年的數(shù)據(jù)。實際上，如果有準確的數(shù)據(jù)，2014年的PM2.5數(shù)據(jù)和2013年應(yīng)該差不多，都比較高。為了凸顯2013年的突變，把山東省各城市每年的數(shù)據(jù)累加，得到圖1。顯然，2013年P(guān)M2.5數(shù)值驟然升高，只要能夠找出使得PM2.5突然升高的因素，就能夠確認2013年霧霾的主因。

圖1顯示，1999～2006年間，山東省各城市PM2.5濃度快速上升，2006和2007年出現(xiàn)一個PM2.5濃度小峰值。這是由于2006年前經(jīng)濟粗放式增長導致PM2.5逐年快速上升，直到進入“十一五”時期，國家開始實行大力度的節(jié)能減排。

2008年金融危機后，經(jīng)濟增長速度放緩，能源消費增長速度也放緩。加上國家加大節(jié)能減排的力度，污染物排放減少，形成2006和2007年的小峰值。那時的治污設(shè)施技術(shù)水平與現(xiàn)在相比差得很遠。

2008年開始，PM2.5處于一個平臺期，直到2012年底，這主要得益于國家對煙粉塵的治理。但這個平臺期并沒有反映出大面積采用技術(shù)水平不斷提高的除塵設(shè)施的效果。隨著除塵技術(shù)的提升和除塵設(shè)備普及程度的提高，煙粉塵排放量包括PM2.5濃度應(yīng)該是一條較快的下降曲線，而不是一個平臺期。可能的原因是，這個階段煙粉塵排放水平的下降與濕法脫硫排出的超細顆粒物的增多相互抵消；另一個原因是對顆粒度較小的PM2.5，這些除塵設(shè)施作用不大。

而在同期，國家為了治理酸雨，逐漸加大脫硫力度。雖然一些上了脫硫設(shè)備的企業(yè)并不按照要求一直開動設(shè)備，也有的通過煙氣旁路系統(tǒng)偷排以減少成本，而煙氣旁路系統(tǒng)是為了避免脫硫設(shè)施維護期間停產(chǎn)檢修留的備用系統(tǒng)。在煙氣排放到大氣中之前，也有個對煙氣的再加熱系統(tǒng)（GGH）。恰恰在2012年底前，濕法脫硫排放模式發(fā)生重大變化。顯然，2013年P(guān)M2.5數(shù)值飆升與濕法脫硫變化緊密相關(guān)。

2.2 霧霾天數(shù)變化的歷史氣象數(shù)據(jù)說明2013年霧霾大暴發(fā)是突發(fā)事件，必有其原因

根據(jù)山東氣象學會所承擔的山東省科協(xié)課題報告，其對二十世紀六十年代至2013年的霧霾、霧、霾每年發(fā)生天數(shù)的重新梳理統(tǒng)計如圖2。2004年之前，霾的天數(shù)基本上是線性增長，2004～2012年進入指數(shù)增長通道，2012年霾的天數(shù)是2005年的2～3倍。雖然增速快，還不是突變，尤其是2012年霾的天數(shù)比2011年還略低。2013年1月連續(xù)多天的靜穩(wěn)和逆溫天氣，最終導致霧霾大暴發(fā)，霾的天數(shù)比上一年增加接近1.5倍，顯然是突變。

與此相對應(yīng)，本世紀初國家為了降低SO2排放量，避免酸雨危害，開始推廣普及濕法脫硫技術(shù)。2012年只有濕法脫硫是突變因素，僅拆除GGH系統(tǒng)一項措施，常規(guī)污染物（SO2、粉塵和NOx）對地面濃度的貢獻可以提高一倍以上[1]；干煙氣變成濕水汽后，排出的超細顆粒物非常多（是除塵口的458倍），足以引起霧霾暴發(fā)。其他所有按部就班循序漸進的因素，都不可能引起這種突變。

2004年前后，開始大規(guī)模推廣普及的濕法脫硫（35%左右）和快速增長的煤炭消費相互疊加，到2012年時電廠基本實現(xiàn)脫硫，供熱鍋爐也實行脫硫電價，由此呈現(xiàn)濕法脫硫能力的指數(shù)型增加（與霾天數(shù)的指數(shù)型增長對應(yīng)）。尤其是2012年底之前的三項措施（在線監(jiān)測、鉛封煙氣旁路、拆除GGH系統(tǒng)），在2013年初連續(xù)靜穩(wěn)天氣下，霧霾大暴發(fā)。而2012年底前的一個半月采暖季，霧霾沒有暴發(fā)，是因為這期間天氣較好，沒有靜穩(wěn)或逆溫天氣。

沒有濕法脫硫，酸雨將會很嚴重；但大量增加的濕法脫硫能力，產(chǎn)生了大量不容易檢測的更細小、傳播更快、更廣的類似氣體的超細顆粒物。在遇到靜穩(wěn)或逆溫天氣時，濕法脫硫隨時排出的帶有各種鹽的水汽，以及原來脫水隱藏在空中看不見的小于0.38微米甚至是0.07微米的超細顆粒物吸水膨脹，粘附其它細小顆粒物，能夠迅速在各種脫硫設(shè)施密布的京津冀及周邊地區(qū)形成大面積連片霧霾。endprint

濕法脫硫能力大量增加的原因，是煤炭消費數(shù)量的大量增加。雖然說煤炭快速增長也是脫硫設(shè)備增長的原因，但濟南市的煤炭峰值是2007年，說明煤炭消費高峰并非一定是霧霾的高峰。而2013年全國煤耗達到峰值，京津冀也達到峰值，之后到2016年下降10.9%左右。這也是2013年之后霧霾嚴重程度下降的一個重要原因。

2013年霧霾大暴發(fā)，主要是相對于前面幾年的霧霾天數(shù)或PM2.5濃度的平臺期而言。霾的天數(shù)統(tǒng)計，也呈現(xiàn)指數(shù)增長，但霧和霾的天數(shù)加起來并沒有呈現(xiàn)指數(shù)增長。而NASA的燈光數(shù)據(jù)無法區(qū)分是霧還是霾，所以提取出來的PM2.5數(shù)據(jù)與霧和霾之和的天數(shù)趨勢相似，呈現(xiàn)一個平臺期。

2.3 山東大學PM2.5相關(guān)科研監(jiān)測數(shù)據(jù)說明2013年霧霾大暴發(fā)是突發(fā)事件

根據(jù)山東大學張慶竹教授在2015年濟南市科協(xié)霧霾為主題論壇上的報告，濟南市在2013年前幾個年份測量的PM2.5如圖3。盡管同一個城市不同監(jiān)測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)差異較大，山東大學在固定監(jiān)測點的數(shù)據(jù)顯示，2013年1月的霧霾比前面幾個年份的冬季要高得多，也顯示是一種突變。尤其是2006和2007年濟南煤炭消費達到峰值時，并沒有出現(xiàn)霧霾暴發(fā)，PM2.5濃度數(shù)值遠比2013年低。其關(guān)鍵差異是那時煙囪排的多是干煙氣，而不是后來的濕法脫硫后的濕煙氣（水汽）。這也說明，2013年霧霾大暴發(fā)的唯一可能就是濕法脫硫造成的。

3 進一步確認濕法脫硫是霧霾暴發(fā)的主因

3.1 采用環(huán)保部監(jiān)測數(shù)據(jù)驗證濕法脫硫是導致集中供暖季開始時霧霾顯著上升的主因

采用環(huán)保部1800多個站點300多個城市多種污染物按照小時監(jiān)測數(shù)據(jù)，選取京津冀及周邊部分通道城市2014、2015、2016年三個集中供暖季（11月15日開始）啟動前后和黑龍江省主要城市2016年集中供暖季（10月20日開始）后前后三周的變化，來驗證濕法脫硫?qū)F霾的程度變化是否顯著。

由于采暖鍋爐大都達到較高的排放標準，像電廠燃煤機組PM2.5去除率已經(jīng)達到98.98%，國家規(guī)定采暖鍋爐或其它行業(yè)也要達標排放或超低排放。所以，燃煤鍋爐啟動后多燃燒的煤炭，在經(jīng)過達到國際水平的除塵設(shè)施后，相對其它所有排放源的排放的貢獻，可以忽略不計。

計算的結(jié)果是，采暖期開始后的三周內(nèi)，遇到靜穩(wěn)天氣，霧霾的程度比前面三周，尤其是前面2-3周高不少，有的是成倍增加。另外，在采暖前一周的第一天，一般會啟動50%左右的鍋爐，到采暖開始日采暖鍋爐逐漸全部啟動。

在前后各三周內(nèi)，其他因素不會發(fā)生步調(diào)一致的大變化，包括居民散煤采暖，況且城市中居民散煤取暖已經(jīng)較少。但遇到靜穩(wěn)或逆溫天氣狀況下，采暖日開始后PM2.5濃度迅速提高，說明少數(shù)幾個超低排放的燃煤鍋爐的啟動，激發(fā)了某種霧霾產(chǎn)生機制——濕法脫硫排出的大量水汽中含有大量超細顆粒物。而其他常規(guī)因素，如散煤采暖等，不可能在短期內(nèi)，在不同地區(qū)、不同時間引起同樣類型的劇烈變化。

圖4 黑龍江省主要城市2016年10月20號啟動冬季采暖前后三周的PM2.5濃度變化

京津冀及周邊地區(qū)部分城市2014、2015和2016年三個年份的對比也是相同結(jié)果。采暖期（11月15日）后，PM2.5濃度在靜穩(wěn)或逆溫天氣下，躍升到一個新的較高平臺。

3.2 硫酸行業(yè)尾氣濕法脫硫排出的水汽檢測數(shù)據(jù)與電站鍋爐濕法脫硫排放水汽實驗數(shù)據(jù)相互印證，顯示排出的水汽中有大量溶解鹽等，進入大氣后脫水形成大量超細顆粒物粒子

中國硫酸工業(yè)協(xié)會在“硫酸霧問題工作簡報（2017年第1期）[2]”中指出“2016年3月份后新的硫酸霧檢測方法（離子色譜法）實施以來，協(xié)會陸續(xù)收到企業(yè)反映，在應(yīng)用新的硫酸霧檢測方法之后，硫酸裝置尾氣中硫酸霧數(shù)值普遍超標。對于眾多采用氨法和鈉法（濕法脫硫工藝）處理尾氣的硫酸裝置來說，尾氣中僅可溶性硫酸鹽一項，含量就遠超排放標準規(guī)定的30mg/m3”。據(jù)對相關(guān)專家的進一步了解，有的企業(yè)這一指標達到200mg/m3。而按照現(xiàn)在標準，其它行業(yè)濕法脫硫后并不對排出的水汽里面的溶解鹽或其他非溶解物進行監(jiān)測。而恰恰是這些沒有被檢測的水汽被排往大氣中后，產(chǎn)生大量超細顆粒物，成為霧霾暴發(fā)時的凝結(jié)核，為霧霾暴發(fā)常備了一個必要條件。

國家相關(guān)標準是，電廠超低排放煙塵為10mg/m3，工業(yè)窯爐重點區(qū)域煙塵特別排放限為30mg/m3；北京規(guī)定2018年1月1日以后工業(yè)窯爐為10mg/m3。而檢測儀器的先進程度對監(jiān)測結(jié)果影響很大。

2015年，李壯等研究人員提供了2012年用其它較先進檢測儀器做的濕法脫硫?qū)?60MW煤粉爐PM2.5排放影響的實驗研究結(jié)果[4]。其檢測到的PM2.5濃度質(zhì)量僅為13.2 mg/m3，遠低于上述硫酸行業(yè)尾氣處理的濕法脫硫檢測數(shù)據(jù)。而隨水汽排往大氣中的PM2.5粒子數(shù)（不是質(zhì)量或重量），居然是鍋爐出口未經(jīng)除塵設(shè)備時的2.094倍，是除塵設(shè)備出口的458.28倍。這些粒子中小于0.38微米（PM0.38）的占到99.969%。經(jīng)過脫硫工藝后，PM2.5的粒子數(shù)在0.07微米出現(xiàn)峰值。這是由于脫硫漿液形成細微顆粒物所致，主要是脫硫工藝中帶來的硫酸根、氯離子等形成的礦物質(zhì)鹽。此外，還可能有通過除霧器逃逸的石膏晶粒經(jīng)過脫水干燥后形成的微粒。目前的相關(guān)除塵設(shè)施對0.38微米（PM0.38）以下的超細顆粒物沒有作用。

這些隨著水汽排放到大氣中的超細顆粒物形成霾的兩個關(guān)鍵因素：濕度條件和凝結(jié)核，之后靜等靜穩(wěn)或逆溫天氣的到來，就形成霧霾。而過去，即使是靜穩(wěn)或逆溫天氣，如果缺少另外這兩個因素，也形不成霾。這兩個技術(shù)層面的證據(jù)，進一步使?jié)穹摿驅(qū)е?013年霧霾大暴發(fā)等結(jié)論無可辯駁。

3.3 某著名大學霧霾成因研究團隊的研究認同霧霾暴發(fā)增長下異常高的硫酸根、氯離子和鈣離子來自濕法脫硫

承擔霧霾成因研究的某著名大學研究團隊研究表明，把濕法脫硫產(chǎn)生的白煙冷凝下來后，可以看到里面的硫酸鈣晶體。這些物質(zhì)飄到天上去就可以轉(zhuǎn)化，脫了水以后就變成超細顆粒物。這些物質(zhì)里面氯離子高、硫酸根高、鈣離子高，一升里面相當于有2.8克的硫酸根。endprint

該團隊初步測算，燃煤電廠每噸燃煤排放4 公斤左右硫酸根，同一個燃煤電廠濕法脫硫直接排放硫酸根大約是其直接排放SO2二次轉(zhuǎn)化硫酸鹽的1.75倍以上。盡管這一數(shù)據(jù)可能比前述其他方法檢測的硫酸鹽的數(shù)量有差異，在安裝濕法脫硫設(shè)施企業(yè)密布的京津冀及周邊地區(qū)，燃煤排放的硫酸根數(shù)量也已經(jīng)相當可觀。

國家濕法脫硫工藝排放標準中沒要求監(jiān)測“水汽”，其中確實含有大量可溶性離子和高濃度SO3，現(xiàn)有的在線監(jiān)測設(shè)備沒有對其進行測量。據(jù)了解，上海市已經(jīng)開展對濕法脫硫排出水汽的檢測，他們也已經(jīng)認識到這是一個霧霾的重要策源地。

3.4 簡單試驗說明濕法脫硫排出的水汽中含有大量的PM2.5

濕法脫硫排出的濕煙氣（水汽）與家用加濕器排出的水霧很相似。許多專家做過一些實驗，來驗證濕法脫硫排出含有溶解和非溶解物的濕煙氣（水汽），進而使得靜穩(wěn)或逆溫天氣下PM2.5濃度增加，暴發(fā)大霧霾。

試驗方法是，向房間加濕器中分別加入純凈水、礦泉水和自來水，監(jiān)測室內(nèi)空氣污染情況[5]。試驗結(jié)果如下：

加純凈水，室內(nèi)PM2.5濃度為20微克/立方米；

加礦泉水，室內(nèi)PM2.5濃度為30微克/立方米；

加自來水，室內(nèi)PM2.5濃度為340微克/立方米。

三者主要差別是水中溶解性顆粒物（TDS），純凈水為0～5 毫克/升，礦泉水為5毫克～50毫克/升，合格自來水為50毫克～120毫克/升，不合格的自來水可達300毫克/升。

各種工業(yè)凈水（直流冷卻水、循環(huán)冷卻水補充水、洗滌用水、鍋爐補充水、工藝和產(chǎn)品用水）的TDS控制標準為小于1000毫克/升

而濕法脫硫循環(huán)液TDS超過3萬毫克/升，還含有20%的不溶性固體顆粒。如此之高的TDS，排放到大氣中的水汽，就像加濕器在房間中用自來水加濕，自然就會產(chǎn)生很高PM2.5。

全國每年濕法脫硫排出30億～40億噸水汽，京津冀及周邊更是密集。如果只是純凈的水，沒有任何問題。但水溶性鹽和不溶性固體顆粒在其中含量很高（專家計算或測算為1.4%至3%，甚至更高）。在被排往大氣后，形成的超細顆粒物數(shù)量巨大，重量之和也超過所有SO2、NOx和煙粉塵的總和。這與海水曬鹽完全不同，就像加濕器加濕與幾盆水放在房間蒸發(fā)的作用完全不同一樣。在靜穩(wěn)或逆溫天氣時，城市上方和周圍就像一個空間有限的大房間，濕法脫硫設(shè)備就像遍布各城市的巨大加濕器，每天24小時向大氣中排放超細顆粒物（PM0.38），加上原來在空中已經(jīng)脫水的超細顆粒物吸水、凝結(jié)、粘附、變大，就迅速產(chǎn)生較重的霧霾。

據(jù)有關(guān)資料，一個拆除GGH的脫硫設(shè)備的燃煤電廠，煙囪高210米時，排放污染物的最大落地濃度點到煙囪的距離大概在6.7公里左右[1]，這可能是對常規(guī)污染物和較大顆粒物（如PM10）而言的。根據(jù)環(huán)保部監(jiān)測數(shù)據(jù)測算，分布在濟南市東、西、南、北、中和長清的6個國控監(jiān)測點的PM2.5濃度數(shù)據(jù)，在不同年份、不同采暖季節(jié)的PM2.5濃度最低點，居然幾乎全是靠近濟南各自唯一的電廠、鋼鐵廠和煉油廠（7公里左右）的高新區(qū)監(jiān)測點。這說明電廠濕法脫硫排出的水汽析出后的超細顆粒物，不再具有原來那種因為重力在附近沉降的特點，而是隱藏在空氣中，有風自由飄蕩，無風就近聚集、吸水、黏附、變大。

在冬季，有的城市幾公里、十幾公里內(nèi)就有非常多的燃煤設(shè)施采用濕法脫硫設(shè)備。再加上散煤燃燒、汽車排放以及京津冀及周邊地區(qū)每年12月份和次年1月份的多霧季節(jié)，濕度較大。采用濕法脫硫不斷排出水汽增加濕度，并且提供充沛而常備的超細顆粒物作為凝結(jié)核后，頻繁形成重霧霾可想而知。即使采用燃氣替代的城市，如北京，燃氣設(shè)施排放的水汽有同樣問題，加上其他排放物較多以及在靜穩(wěn)天氣前，借助風力從周邊飄移來的隱藏在流動空氣中的超細顆粒物等，在12月和1月份同樣難逃霧霾的影響。

4 對策措施

多種濕法脫硫政策和技術(shù)措施作用的疊加，是2013年初霧霾暴發(fā)的主因，并不是說PM2.5源解析中的其他因素不重要。現(xiàn)在已經(jīng)對其他來源的PM2.5采取了鐵腕治霾行動。這些工作難度非常大，遠比針對濕法脫硫的技術(shù)措施復雜，還需要繼續(xù)加強。

針對現(xiàn)有濕法脫硫裝置的大中型燃煤設(shè)施，或具有低溫濕煙汽排放的燃氣設(shè)施等，建議采取以下措施：

① 采用冷凝裝置等減少水汽（低溫濕煙汽）排放污染；

② 降低水汽中的各類溶解鹽和非溶解物；

③ 制定標準限制煙氣排放濕度和次生顆粒物；

④ 加快相關(guān)技術(shù)研發(fā)，盡快進行國內(nèi)濕法脫硫技術(shù)局部改造，或研發(fā)并國產(chǎn)化干法脫硫技術(shù)，實現(xiàn)合理替代。

參考文獻：

[1] 百度百科.煙氣-煙氣再熱器（GGH）

https：//baike.baidu.com/item/GGH/11018942？fr=aladdin

[2] 馬麗梅，張曉.中國霧霾污染的空間效應(yīng)及經(jīng)濟、能源結(jié)構(gòu)影響[J].中國工業(yè)經(jīng)濟，2014（4）：19-31.

[3] 中國硫酸工業(yè)協(xié)會.硫酸霧問題工作簡報（第一期）

http：//www.liusuan.org/plus/view.php？aid=3972

[4] 李壯，王海濤，董鶴鳴，等.濕法脫硫?qū)?60MW煤粉爐PM2.5排放影響的實驗研究[J].節(jié)能技術(shù)，2015（5）：398-402.

[5] 劉晨.我國大氣霧霾的元兇及對策與機遇[J].冶金動力， 2017（4）：1-4.

（編輯：邵波）endprint