我國(guó)大氣污染現(xiàn)狀及治理方法

范茂清

湖南省長(zhǎng)沙生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心

1 前言

大氣的構(gòu)成成分比較復(fù)雜，不僅含有大量的氧氣可以為人類的生存提供保障，也含有很多其他氣態(tài)成分和固態(tài)成分。受到人類活動(dòng)的影響，大氣的構(gòu)成成分不斷發(fā)生變化，不同地域、時(shí)間下的大氣會(huì)有不同的變化。目前來看，大氣污染治理已經(jīng)成為我國(guó)生態(tài)環(huán)保工作中不可或缺的一項(xiàng)內(nèi)容。在《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中，明確規(guī)定了各種污染物的標(biāo)準(zhǔn)限制，為大氣污染治理、監(jiān)測(cè)等工作提供了重要的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。

2 大氣污染的類型

2.1 天然污染源

所有可以影響空氣質(zhì)量的物質(zhì)都屬于大氣污染物，當(dāng)前已知的大氣污染物已經(jīng)超過100種。其中自然因素占據(jù)一部分，包括火山噴發(fā)、森林火災(zāi)、自然塵、森林植物、海浪飛沫顆粒物幾種類型?；鹕絿姲l(fā)會(huì)有各種污染物排放，包括火山灰、H2S、CO2、HF、SO2等；森林火災(zāi)也會(huì)造成大量有害氣體排出，包括CO、NO2、CO2等；自然塵主要包括風(fēng)沙、塵暴、土壤塵等；森林植物會(huì)釋放萜烯類碳?xì)浠衔铮缓＠孙w沫顆粒物則包括硫酸鹽和亞硫酸鹽。這些物質(zhì)都會(huì)對(duì)空氣造成一定的負(fù)面影響。

2.2 人為污染源

常說的大氣污染源泛指人類活動(dòng)輸送污染物到大氣中的發(fā)生源，具體包括燃料燃燒、工業(yè)生產(chǎn)過程排放、交通運(yùn)輸過程排放、農(nóng)業(yè)活動(dòng)排放四個(gè)方面。燃燒包括多種燃料的燃燒，如煤炭、石油等，燃燒的過程會(huì)產(chǎn)生污染物并且輸送到大氣中[1]。煤炭以碳為主要成分，同時(shí)包括氫、氧、硫等物質(zhì)。燃料燃燒不僅會(huì)有大量煙塵產(chǎn)生，還會(huì)生成CO、CO2、SO2等氣體以及煙塵，對(duì)大氣的影響較大；工業(yè)生產(chǎn)造成的污染最為明顯，石化企業(yè)在生產(chǎn)的過程中會(huì)排放CO2、SO2、H2S等物質(zhì)。有色金屬冶煉工業(yè)則會(huì)排放含有重金屬的煙塵，磷肥廠會(huì)排放氟化物等。工廠排放的氣態(tài)污染物會(huì)導(dǎo)致局部污染或有限區(qū)域污染，并且根據(jù)污染物的種類會(huì)呈現(xiàn)出一定的污染特征。例如，核工廠中會(huì)有放射性塵埃和廢氣排出，對(duì)大氣的污染和影響比較嚴(yán)重。如果石油類燃料排放廢氣進(jìn)入大氣，則受到氣候條件的影響，可能會(huì)出現(xiàn)化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生刺激性較強(qiáng)，甚至帶有毒性的煙霧，引發(fā)二次污染；交通運(yùn)輸帶來的污染問題也比較多，汽車、飛機(jī)、船舶等交通工具排放的尾氣都會(huì)污染大氣。內(nèi)燃機(jī)燃燒會(huì)排放出含有氮氧化物、含氧有機(jī)化合物、硫氧化物等物質(zhì)的廢氣；在農(nóng)業(yè)活動(dòng)中，通常需要施加農(nóng)藥，很多農(nóng)藥的氣味都比較濃烈刺鼻，部分農(nóng)藥會(huì)轉(zhuǎn)化為顆粒物飄散在空氣中，也可能在作物上殘留、附著，最后在大氣中揮發(fā)[2]。懸浮顆粒物會(huì)將大氣中的農(nóng)藥吸收，然后在氣流的影響下流向各個(gè)地區(qū)，造成比較嚴(yán)重的大氣農(nóng)藥污染。不僅如此，秸稈焚燒也會(huì)帶來一定的污染影響。以長(zhǎng)沙市來說，根據(jù)2018年的大氣污染排放清單，該城市的工業(yè)鍋爐是SO2的主要排放源，機(jī)動(dòng)汽車尾氣則排放了大量的NO2和CO，生物質(zhì)燃燒也排放了大量CO，PM10主要來自揚(yáng)塵源，PM2.5也來自揚(yáng)塵源以及工業(yè)源。生物質(zhì)燃燒、餐飲排放貢獻(xiàn)了大量的TC，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)則導(dǎo)致大量NH3。不僅如此，PM10和PM2.5不僅會(huì)在本地排放，也會(huì)受到北方傳輸?shù)挠绊憽?/p>

2.3 污染物類型

大氣污染物主要有兩種，一種是氣溶膠狀態(tài)污染物，另一種是氣體狀態(tài)污染物。前者包括粉塵、飄塵、懸浮物、霧等物質(zhì)。具體指固體或液體粒子或者在懸浮在氣體介質(zhì)中的懸浮體。直徑在0.002微米～100微米之間，可能是液滴狀，也可能是固態(tài)粒子；氣體污染物包括硫氧化合物、氮的氧化物等。硫氧化合物以SO2為主，氮的氧化物則包括NO、N2O、N2O4等。

大氣污染類型也會(huì)受到月份、季節(jié)變化的影響，每年都會(huì)呈現(xiàn)出不同的空氣質(zhì)量突出指標(biāo)。以長(zhǎng)沙市為例，根據(jù)污染物月平均濃度特征雷達(dá)分布圖進(jìn)行分析。在1-2月份，PM2.5和PM10較高，接近標(biāo)準(zhǔn)值上限，甚至高于上限，顆粒物污染比較明顯；3月份的NO2特征值比較明顯，以氮氧化物為主；4月份的污染物變化較不明顯；5月份有明顯的PM10和O3的污染，因?yàn)槭艿綒夂驐l件和北方沙塵的影響；6-8月O3的污染逐漸加重，主要受到氣溫升高，以及VOCs的大量排放影響；9月份的O3污染比較明顯，從2017年同期開始到2019年有明顯的臭氧污染增長(zhǎng)趨勢(shì)；10-12月份的PM10、CO和NO2的污染比較，主要來自于工業(yè)污染、尾氣排放和污染傳輸。

3 大氣污染的現(xiàn)狀

3.1 排放總量現(xiàn)狀

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，我國(guó)大氣污染問題明顯不斷加劇，主要污染特征為煤煙型污染。城市大氣中含有大量懸浮顆粒物，SO2等污染水平也在不斷提升，尤其在機(jī)動(dòng)車增多的情況下，汽車尾氣排放已經(jīng)成為一個(gè)主要污染源。在各類污染中，SO2、煙塵、機(jī)動(dòng)車排氣等污染最為明顯[3]。以長(zhǎng)沙市為例，在2018年4月，長(zhǎng)沙出現(xiàn)了一次十分典型的沙塵傳輸案例，根據(jù)特征雷達(dá)圖可以看出，4月15日的PM10特征值在標(biāo)準(zhǔn)值之下，但16日就超出了特征值的上限，PM2.5也有所提升。17日沙塵的影響逐漸削弱，PM10和PM2.5的特征值也有了明顯的下降?？梢姶髿馕廴静粌H局限于一個(gè)區(qū)域，還會(huì)受到季節(jié)、氣候的影響，從一個(gè)區(qū)域傳輸?shù)搅硪粋€(gè)區(qū)域，危害性較大，影響比較嚴(yán)重。

3.2 環(huán)保意識(shí)薄弱

總的來看，我國(guó)近幾年在不斷宣傳環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展等觀念，但環(huán)境污染問題依舊不斷加劇。這主要是因?yàn)槿藗兊沫h(huán)保意識(shí)還需要進(jìn)一步增強(qiáng)，很多區(qū)域更加重視經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)環(huán)保觀念、政策、方法的宣傳不足，造成群眾對(duì)環(huán)保的認(rèn)識(shí)不足，進(jìn)而出現(xiàn)各類環(huán)境污染問題。最常見的就是煙花污染，每年春節(jié)期間就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的煙花污染，雖然大部分城市已經(jīng)禁止燃放煙花，但也有在春節(jié)期間集中燃放的情況。例如，長(zhǎng)沙市在2017年春節(jié)期間出現(xiàn)煙花污染問題，在28日SO2明顯上升，因?yàn)?7日當(dāng)晚煙花集中燃放，造成SO2的濃度最高達(dá)到了150ug·m-3，煙花燃放結(jié)束之后SO2明顯下降。此外，PM10和PM2.5也明顯提升，對(duì)空氣質(zhì)量造成了嚴(yán)重的影響。

3.3 治理技術(shù)落后

從污染治理的角度來看，我國(guó)大氣污染治理水平還有待提升，技術(shù)和設(shè)備還需要更加深入的研究和推廣。雖然我國(guó)已經(jīng)在這方面投入了很多資金和資源，但面對(duì)嚴(yán)重的大氣污染問題，依舊需要進(jìn)一步加強(qiáng)治理，很多技術(shù)、資源都遠(yuǎn)不及發(fā)達(dá)國(guó)家，在潔凈煤技術(shù)、冶金技術(shù)、化工技術(shù)等方面相對(duì)落后。由于技術(shù)、設(shè)備不足，造成治理效果不明顯，影響環(huán)境保護(hù)工作的有效落實(shí)。

4 大氣污染的治理方法

4.1 提升科技水平

相比于各個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)大氣治理技術(shù)還有待提升。要實(shí)現(xiàn)有效質(zhì)量，要先明確大氣污染的特征、影響因素等。以長(zhǎng)沙為例，根據(jù)全年的大氣污染變化特征分析，大氣污染存在季節(jié)性變化的特征，各個(gè)月份的污染特征有所不同。春季主要受到NO2和PM10的影響，春末主要受到O3的影響；夏季主要受到O3的影響；初秋主要受到O3的影響，秋季中后期主要受到NO2和SO2的影響，后期主要受到PM2.5的影響；冬季主要受到PM2.5的影響。針對(duì)不同季節(jié)的污染特征，采取不同的治理技術(shù)和設(shè)備[4]。對(duì)于顆粒污染物，可以采用除塵器進(jìn)行治理，選擇除塵效率較高、運(yùn)行條件良好的設(shè)備，同時(shí)也要對(duì)經(jīng)濟(jì)性和占面積進(jìn)行考慮。確保設(shè)備的操作簡(jiǎn)單，并且有較長(zhǎng)的使用壽命。要根據(jù)需求確定除塵器的性能參數(shù)，包括處理量、除塵效率和除塵裝置的壓力損失。

除塵器有多重類型，包括重力除塵、離心除塵、過濾除塵等，不同類型的除塵器使用成本不同，處理力度也存在差異，具體可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選用。對(duì)于氣態(tài)污染物，可以采用吸收法、催化法、燃燒法、冷凝法等處理方式。低濃度SO2廢氣可以采用濕法和干法兩種處理方式，濕法包括氨法、鈉堿法等，干法包括活性炭吸附、噴霧干燥法等。汽車尾氣可以采用機(jī)內(nèi)凈化和機(jī)外凈化兩種方式，前者以改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒為主，減少污染物產(chǎn)量，后者以利用裝置在發(fā)動(dòng)機(jī)外部進(jìn)行凈化為主，對(duì)已經(jīng)排出的廢氣凈化處理，降低污染。目前，電動(dòng)汽車逐漸普及，電動(dòng)汽車具有節(jié)能環(huán)保的效果，可以加強(qiáng)此類汽車的研制開發(fā)和推廣使用。在大氣污染治理的過程中，應(yīng)該充分發(fā)揮現(xiàn)代技術(shù)的作用，并且結(jié)合實(shí)際治理的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)技術(shù)方法進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)，全面提升治理的效果。

4.2 完善法律規(guī)范

在大氣污染防治的過程中，國(guó)家政府應(yīng)該發(fā)揮積極作用，不斷完善政策法律，不僅要加強(qiáng)大氣保護(hù)的宣傳教育工作，還要出臺(tái)相關(guān)的法律規(guī)范，針對(duì)城市、區(qū)域中存在的大氣污染特性制定針對(duì)性的治理方案和政策方針，促進(jìn)治理效果的提升。一方面，要完善法律法規(guī)，同時(shí)加強(qiáng)規(guī)范政策的推廣普及，提升人們保護(hù)環(huán)境的意識(shí)和能力。另一方面，要培養(yǎng)更加優(yōu)秀的執(zhí)法團(tuán)隊(duì)，提升各個(gè)環(huán)境部門的執(zhí)法能力，嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)法律法規(guī)，切實(shí)減少環(huán)境污染問題，并落實(shí)有效的防治措施。我國(guó)已經(jīng)制定了《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》，并且在實(shí)踐的過程中不斷修訂和改進(jìn)。法律規(guī)范包括監(jiān)督管理、防治燃煤污染、防治機(jī)動(dòng)車船排放污染、法律責(zé)任等多項(xiàng)內(nèi)容[5]。

國(guó)家會(huì)采取相關(guān)措施，對(duì)各地大氣污染物排放量進(jìn)行有計(jì)劃的控制或者逐步削減，縣級(jí)以上人民政府環(huán)境保護(hù)行政主管部門應(yīng)該對(duì)防治工作進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)督和管理。地方政府也應(yīng)該制定具有針對(duì)性的防治策略和政策。例如，長(zhǎng)沙市人民政府嚴(yán)格落實(shí)“十個(gè)嚴(yán)禁”，即嚴(yán)禁渣土車、運(yùn)沙車等車輛帶泥上路；嚴(yán)禁違法傾倒渣土；嚴(yán)禁工地裸露黃土；嚴(yán)禁重污染天氣下進(jìn)行土石方施工；嚴(yán)禁在禁燃區(qū)燃燒散煤；嚴(yán)禁在禁燃區(qū)或禁燃時(shí)段燃放煙花爆竹；嚴(yán)禁露天焚燒垃圾；嚴(yán)禁露天燒烤；嚴(yán)禁露天焚燒秸稈；嚴(yán)禁拖拉機(jī)等排量較高的車輛進(jìn)入城區(qū)。通過“十個(gè)嚴(yán)禁”政策對(duì)各類污染源進(jìn)行規(guī)范和治理，有效降低污染的排放，促進(jìn)大氣治理水平的提升。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在城市發(fā)展和建設(shè)的過程中，受到各種因素的影響，難免會(huì)出現(xiàn)大氣污染的問題。針對(duì)大氣污染的原因、種類和現(xiàn)狀，要采取有效的污染治理策略。一方面，要促進(jìn)技術(shù)的完善和推廣。另一方面，要加強(qiáng)法律約束和政策落實(shí)。