淺談大氣污染因素及其防治對(duì)策

黃仕聰

（惠州大亞灣經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)石化區(qū)環(huán)境監(jiān)控中心 516081）

0 前言

我國(guó)近年來(lái)加大了環(huán)境保護(hù)的力度，以前所未有的力度推進(jìn)美麗中國(guó)建設(shè)。大氣污染問(wèn)題是當(dāng)今環(huán)境保護(hù)工作中的重點(diǎn)問(wèn)題，2013年9月國(guó)務(wù)院發(fā)布《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，2017年3月兩會(huì)提出堅(jiān)決打好“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”，2018年10月修訂后的《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》生效，以“全方位、一盤棋、科學(xué)施策、構(gòu)建現(xiàn)代化治理體系”的戰(zhàn)略聚焦大氣污染防治。讓我們共同聚焦大氣主要污染因素及其對(duì)應(yīng)的治理技術(shù)，共同推進(jìn)大氣污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)，保障人居環(huán)境。

1 大氣主要污染物

AQI是日常發(fā)布空氣質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo)（空氣質(zhì)量指數(shù)：Air Quality Index,縮寫為AQI），參與評(píng)價(jià)的污染物為PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3、CO，手機(jī)自帶的天氣APP可隨時(shí)查閱相關(guān)數(shù)據(jù)。本文所探討大氣主要污染物圍繞參與評(píng)價(jià)AQI的污染因子展開。

1.1 PM10

PM10，指空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑≤10微米的顆粒物，稱為可吸入顆粒物，別名“飄塵”，在環(huán)境空氣中長(zhǎng)期飄浮的懸浮微粒。該污染物主要來(lái)源于未硬底化路面的揚(yáng)塵、物料切割粉粹打磨產(chǎn)生的懸浮微粒、施工工地的揚(yáng)塵以及各種工業(yè)過(guò)程的排放等?？晌腩w粒物，能降低大氣能見度，還可吸入人體呼吸道，粒徑越小，吸入越深，進(jìn)而引發(fā)呼吸道疾病。

1.2 PM2.5

PM2.5，指環(huán)境空氣中空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑≤2.5微米的顆粒物，稱為細(xì)顆粒物，為可入肺顆粒。該污染物主要來(lái)源于燃料的燃燒，比如：火電行業(yè)、石油化工行業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)，機(jī)動(dòng)車尾氣的排放等。細(xì)顆粒物粒徑小，可吸附有機(jī)污染物、重金屬等，且在大氣中停留時(shí)間長(zhǎng)、易遠(yuǎn)距離輸送，可進(jìn)入肺泡傷害器官，可影響云層形狀及降雨。2013年10月，世界衛(wèi)生組織首次認(rèn)定PM2.5致癌。

1.3 SO2

二氧化硫（SO2）為無(wú)色透明氣體，有刺激性臭味。根據(jù)生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《第二次全國(guó)污染源普查公報(bào)》數(shù)據(jù)，工業(yè)源污染約占二氧化硫排放量的76%，工業(yè)源中非金屬礦物制品業(yè)、黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)及電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)3個(gè)行業(yè)合計(jì)占工業(yè)源二氧化硫排放量的 66.75%。在大氣中，該污染物會(huì)氧化成硫酸霧，導(dǎo)致環(huán)境酸化，產(chǎn)生酸性降雨，腐蝕森林樹木及基建設(shè)施設(shè)備等。SO2屬世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布的3類致癌物之一。

1.4 NOx

氮氧化物（NOx）指由氮、氧兩種元素組成的化合物，空氣污染物中的氮氧化物常指NO和NO2。根據(jù)生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《第二次全國(guó)污染源普查公報(bào)》數(shù)據(jù)，工業(yè)源污染約占NOx排放總量的36%，機(jī)動(dòng)車污染約占33%，非道路移動(dòng)污染源約占26%。在工業(yè)源污染中，非金屬礦物制品業(yè)、黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)及電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)3個(gè)行業(yè)合計(jì)占工業(yè)源NOx排放量的75.34%。NOx對(duì)環(huán)境的損害很大，可形成酸雨，也是形成大氣中光化學(xué)煙霧的重要物質(zhì)，還可與臭氧發(fā)生反應(yīng)，消耗臭氧層。

1.5 O3

臭氧主要存在于臭氧層，可吸收對(duì)人體有害的短波紫外線，可以說(shuō)是地球的“保護(hù)傘”。臭氧對(duì)眼鼻喉有刺激，甚至影響心臟及呼吸器官，因此，近地面空氣中的臭氧為環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的污染指標(biāo)之一。空氣中的VOCs和氮氧化物等氣體會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生臭氧。近地面的臭氧污染程度，與VOCs、氮氧化物的排放量相關(guān)，亦是近年來(lái)臭氧濃度在多個(gè)地區(qū)呈上升趨勢(shì)的原因，且目前仍未進(jìn)入下降通道。

1.6 CO

一氧化碳是一種對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)毒性很強(qiáng)的污染物得到關(guān)注，常見于煤氣泄漏、礦井及不完全燃燒中產(chǎn)生。

1.7 溫室氣體

溫室氣體，可吸收地面反射的太陽(yáng)輻射并重新發(fā)射輻射，從而使地球升溫，常談的溫室氣體最主要的是二氧化碳。因二氧化碳無(wú)毒害的特性，在污染治理方面生成二氧化碳和水的，被定義為無(wú)污染。隨著近幾年對(duì)南北極升溫現(xiàn)象的關(guān)注及危害的認(rèn)識(shí)，二氧化碳正在被認(rèn)為是對(duì)全球大氣環(huán)境有危害的溫室氣體，進(jìn)而呼吁控制碳排放，減少碳排放。

2 大氣污染防治策略

2.1 大氣污染防治的基本思路。

大氣污染控制的基本思路為源頭控制、過(guò)程控制、末端治理。

2.1.1 源頭控制是污染控制的首選途徑。比如：鍋爐煤改氣、采用低硫燃料以減少二氧化硫的產(chǎn)生；采用低氮燃燒器以減少氮氧化物的生成；開展清潔生產(chǎn)，注重物料回收利用，采用水性涂料及低有機(jī)溶劑等，以減少VOCs的產(chǎn)生；開展集中供熱，化零為整，將污染源集中控制，實(shí)現(xiàn)更高效的治理；推廣新能源汽車、純電動(dòng)公交車，減少移動(dòng)的污染源。

2.1.2 過(guò)程控制是關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。過(guò)程控制為，重視污染物產(chǎn)生與排放的所有節(jié)點(diǎn)，科學(xué)施策，優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)備，減少無(wú)組織排放，實(shí)現(xiàn)末端集中治理。

2.1.3 末端治理技術(shù)是核心，末端治理依賴于優(yōu)良的治理技術(shù)、可控的運(yùn)行成本。針對(duì)不同行業(yè)、不同污染因子，目前已有相對(duì)成熟的技術(shù)。

2.2 大氣污染末端治理技術(shù)

2.2.1 顆粒物

常見的煙塵治理方法有靜電除塵法、過(guò)濾式除塵法、單筒旋風(fēng)除塵法等。

2.2.2 二氧化硫

煙氣脫硫技術(shù)根據(jù)最終反應(yīng)產(chǎn)物的形態(tài)，大致分為干法、半干法和濕法。干法脫硫有電子束法、脈沖電暈法、活性炭吸附、催化氧化或還原法等，半干法脫硫有循環(huán)流化床、煙道噴射半干法等，濕法煙氣脫硫技術(shù)有石灰石-石膏法、雙堿法、氧化鎂法及氨法等。

2.2.3 氮氧化物

氮氧化物末端治理技術(shù)目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的有活性炭吸附、堿液吸收、選擇性催化還原法（SCR）和選擇性非催化還原法（SNCR）等。SCR指在催化劑的作用下，利用還原劑（如氨水、液氨、尿素）有選擇性”與煙氣中的NOx反應(yīng)生成N2和H2O，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)污染排放。SNCR 方法主要是將含氮的還原劑（如氨水、液氨、尿素）噴入到溫度為850～1100℃的煙氣中，使其發(fā)生還原反應(yīng)，脫除NOx，生成N2和H2O。SNCR對(duì)溫度窗口要求高，且與煙氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，放熱量大，但其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資小，適于老工業(yè)項(xiàng)目脫銷改造。SCR治理技術(shù)NH3優(yōu)先與NOx反應(yīng)，不與煙氣中的氧反應(yīng)，可在較低溫度發(fā)生反應(yīng)，去除效率高，但其投資及運(yùn)行費(fèi)用都較高。NOx中NO含量高時(shí)，采用堿液吸收法去除效率低。

2.2.4 VOCs

減少VOCs排放的關(guān)鍵點(diǎn)有三，一是選用低VOCs濃度物料；二是石油化工、涂料制造、噴涂及印刷包裝等生產(chǎn)過(guò)程高VOCs排放或使用過(guò)程高VOCs排放的行業(yè)，各生產(chǎn)裝置VOCs泄漏點(diǎn)檢索是關(guān)鍵，擴(kuò)散的VOCs成功捕集是關(guān)鍵；三是對(duì)收集的VOCs進(jìn)行末端治理實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放、減排。工業(yè)VOCs末端治理技術(shù)可以按回收和去除分為兩大類，冷凝、吸收、吸附脫附等對(duì)VOCs回收利用或轉(zhuǎn)移處置，燃燒法（直接燃燒法、蓄熱燃燒、催化燃燒和蓄熱催化燃燒）、光催化氧化法、生物法、等離子技術(shù)等對(duì)末端尾氣進(jìn)行治理后達(dá)標(biāo)排放[1]。不同治理技術(shù)需要根據(jù)VOCs組分、濃度高低、不同行業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行選取。比如濃度高、排放穩(wěn)定、成分復(fù)雜或RCO等方法難以治理的惡臭物質(zhì)的，RTO可實(shí)現(xiàn)高效的治理，但存在增加氮氧化物二次污染物排放的缺點(diǎn)。

3 大氣污染防治攻堅(jiān)點(diǎn)

3.1 環(huán)境負(fù)向影響因素

大氣污染物的排放需要通過(guò)不同的治理技術(shù)實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，但對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量的影響還受其他負(fù)向因素影響。

3.1.1 氣象影響

2020年春節(jié)期間京津冀及周邊地區(qū)多次出現(xiàn)重污染天氣過(guò)程，疊加新冠肺炎疫情防控的原因，停工停產(chǎn)及機(jī)動(dòng)車排放減少，為何還出現(xiàn)了重污染天氣？首先秋冬供暖帶來(lái)的大氣污染物依然存在且不小，工業(yè)和供暖的排放量無(wú)大量減排，疊加極端不利氣象條件，擴(kuò)散受到影響而產(chǎn)生重污染天氣。氣象條件已經(jīng)影響大氣中污染物的擴(kuò)散，極端不利的擴(kuò)散條件、變化的氣候使得大氣污染治理面臨更多挑戰(zhàn)。

3.1.2 地理地形

良好的地形條件可為污染物遷移提供屏障，比如山脈阻隔，海陸溫度差異，北半球夏季主東南風(fēng)、冬天主西北風(fēng)，東部沿海的一些工業(yè)區(qū)具備更好的污染物擴(kuò)散條件，尤其自帶山脈阻隔天然屏障的區(qū)域，減少污染物往西邊及居民區(qū)擴(kuò)散。2013-2017年珠三角城市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)顯示，珠三角中部城市臭氧超標(biāo)天數(shù)較多,沿海城市超標(biāo)天數(shù)較少[2]，正是大氣污染擴(kuò)散與氣象條件、地理地形條件相關(guān)的體現(xiàn)。再者，城市熱島效應(yīng)對(duì)污染物擴(kuò)散也有影響、全球氣候變暖亦是。

3.2 環(huán)境管理及污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)啟示

3.2.1 摸清底數(shù)

一是了解大氣主要污染物的種類，二是監(jiān)測(cè)不同污染物的排放情況，三是掌握主要污染物的產(chǎn)生，四是實(shí)現(xiàn)對(duì)口高效的防治。開展第二次全國(guó)污染源普查，掌握各類污染源的數(shù)量、行業(yè)和地區(qū)分布情況，了解主要污染物產(chǎn)生、排放和處理情況，建立健全重點(diǎn)污染源檔案、污染源信息數(shù)據(jù)庫(kù)等，對(duì)于國(guó)家加快生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。

3.2.2 匹配優(yōu)良治理技術(shù)

不同污染物不同治理技術(shù)，同一技術(shù)可能對(duì)多種污染物均具有去除效果，某一治理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)A污染物的治理但可能衍生B類污染物，因此，優(yōu)良的治理不能僅僅是追求對(duì)某個(gè)因子的高去除效率，必須均衡場(chǎng)地建設(shè)、建設(shè)投資費(fèi)用、運(yùn)行維護(hù)成本、是否產(chǎn)生二次污染，不同污染因子的排放量控制需實(shí)現(xiàn)一個(gè)區(qū)域平衡的控制目標(biāo)。近幾年來(lái)企業(yè)在治理VOCs時(shí)熱捧RTO治理技術(shù)，提供設(shè)備及技術(shù)服務(wù)的公司聚焦于VOCs的治理成效，在推廣過(guò)程忽視了對(duì)增加氮氧化物及碳排放的評(píng)估，個(gè)別工業(yè)企業(yè)迫于VOCs異味排放的困擾，對(duì)RTO治理技術(shù)有著“迷信”的無(wú)奈。

3.2.3 良好的環(huán)境管理水平

一是要摸清“本家”底數(shù)，二是成立專業(yè)的環(huán)保團(tuán)隊(duì)，三是建立環(huán)境管理制度，實(shí)現(xiàn)“每家持有私人定制賬本”。如上三步驟適用于環(huán)境管理部門，適用于環(huán)保公司，更適用于各工業(yè)企業(yè)。工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)必然追求經(jīng)營(yíng)效益、利潤(rùn)最大化，為減持運(yùn)營(yíng)成本，對(duì)環(huán)境管理工作多數(shù)委托第三方環(huán)保公司負(fù)責(zé)，缺乏個(gè)性化評(píng)估、缺乏跟蹤了解，甚至于出現(xiàn)完成排污許可證申領(lǐng)后卻對(duì)其內(nèi)容無(wú)任何了解，第三方檢測(cè)公司完成監(jiān)測(cè)后排放超標(biāo)仍不自知的情況。即便是聘請(qǐng)了專門人員跟進(jìn)環(huán)保工作的，但不少屬于非環(huán)保專業(yè)人員且人員流動(dòng)性大，離建立公司環(huán)境管理一本賬的目標(biāo)還很遠(yuǎn)。2020年4月“深圳灣環(huán)評(píng)報(bào)告抄襲”事件震驚爾等，也側(cè)面反映了環(huán)評(píng)編制單位對(duì)業(yè)主單位委托事項(xiàng)缺乏針對(duì)性環(huán)境影響評(píng)價(jià)的普遍現(xiàn)象。為充分落實(shí)企業(yè)治污的主體責(zé)任，依法規(guī)范企事業(yè)單位的排污行為，加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境部門的環(huán)境監(jiān)管力度，國(guó)家實(shí)行排污許可制度。

3.2.4 社會(huì)責(zé)任感及完善相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)

如上圍繞如何治污及存在的一些不足展開論述，污染防治還需要兩個(gè)抓手：一是加大環(huán)保宣傳力度，提升環(huán)境保護(hù)社會(huì)責(zé)任感，讓被動(dòng)變主動(dòng)，此為“無(wú)影手”。二是進(jìn)一步完善環(huán)境保護(hù)相關(guān)法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)指導(dǎo)作用，有法可依，此為“剪刀手”。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，由于自然界以及人為源等途徑產(chǎn)生的一些大氣主要污染，以及受氣象因素等的影響，需要對(duì)污染物進(jìn)行治理。先進(jìn)的治理技術(shù)、制度化體系化的環(huán)境管理水平，多管齊下，打贏大氣污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)，守衛(wèi)藍(lán)天。