我國農(nóng)村大氣污染來源與防治技術(shù)

張學(xué)慧

（河南環(huán)碧環(huán)保工程設(shè)備有限公司，河南 南陽 473000）

0 引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的全面進(jìn)步與發(fā)展，生態(tài)環(huán)境問題逐步引起全社會各界人士的廣泛關(guān)注，其中就包括大氣污染防治問題。黨的十九大報告也明確將污染防治列為全面實現(xiàn)小康社會的三大攻堅戰(zhàn)之一。從實踐情況來看，目前各級地方政府開展大氣污染防治攻堅戰(zhàn)的主要方向依舊是城市及工業(yè)園區(qū)，對于農(nóng)村大氣污染防治工作并未給予足夠的重視。事實上，農(nóng)村大氣污染已逐步成為影響鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施的難點和堵點，并嚴(yán)重影響了廣大農(nóng)村居民的正常生活。從民生角度來看，大氣污染將會嚴(yán)重影響人的身體健康，對人體呼吸系統(tǒng)的破壞尤為明顯。呼吸是人體機(jī)能正常運轉(zhuǎn)的前提。如果人體長期吸入受污染的空氣，不僅會嚴(yán)重影響人體肺部健康，而且會對其他器官的正常運轉(zhuǎn)造成一定的影響。從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)角度來看，農(nóng)作物長期處于污染的空氣中，也會發(fā)生諸多病害，從而影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，有必要認(rèn)真調(diào)查研究導(dǎo)致農(nóng)村大氣污染的原因及污染的主要形式與特征，從技術(shù)角度入手，尋求農(nóng)村大氣污染防治方案，切實提高農(nóng)村居民的整體生活環(huán)境。

1 我國農(nóng)村大氣污染現(xiàn)狀

當(dāng)前，我國農(nóng)村面臨著各種環(huán)境污染問題。其中，農(nóng)村大氣環(huán)境污染問題最具代表性。隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)持續(xù)向好發(fā)展，不同形式的現(xiàn)代化設(shè)備相繼應(yīng)用到農(nóng)村生產(chǎn)生活中，導(dǎo)致汽車尾氣、生產(chǎn)廢氣等日漸增多。在這些有害氣體中，氯化氫、微粒及二氧化碳最為常見，導(dǎo)致空氣質(zhì)量加速下降。同時，由于發(fā)展理念較為落后，缺乏相應(yīng)的技術(shù)支撐，使得廣大農(nóng)村地區(qū)未能嚴(yán)格遵守環(huán)境保護(hù)原則，過度追求經(jīng)濟(jì)效益，給大氣環(huán)境帶來了巨大危害。例如，我國北方農(nóng)村冬季嚴(yán)寒，居民對取暖存在巨大需求，往往會消耗諸多燃料，而當(dāng)前煤炭依然是應(yīng)用最多的燃料之一。煤炭的燃燒會生成一氧化碳、二氧化碳等，并在風(fēng)的帶動下會向四處飄散。此類物質(zhì)本身具有毒性，在空中飄散會引發(fā)嚴(yán)峻的大氣污染問題，給農(nóng)村居民身體健康帶來巨大危害，同時會影響農(nóng)作物的生長，甚至造成農(nóng)作物畸形生長與減產(chǎn)。長此以往，伴隨北方步入冬季，農(nóng)村地區(qū)空氣可見度極不理想，霧霾天氣頻發(fā)，嚴(yán)重影響了農(nóng)村居民的生產(chǎn)和生活。從總體來看，我國農(nóng)村大氣污染程度、類型與其所處的地理位置有明顯的關(guān)聯(lián)性，北方農(nóng)村的大氣污染程度普遍高于南方農(nóng)村。此外，距離城市或工業(yè)園區(qū)越近的農(nóng)村地區(qū)，大氣污染越嚴(yán)重。

2 我國農(nóng)村大氣污染的主要來源與危害

2.1 秸稈焚燒污染

我國北方地區(qū)的氣候條件適宜種植玉米。部分種植戶在收獲玉米后通過焚燒的方式處理玉米秸稈，并把生成的草木灰視為理想的肥料。秸稈焚燒具有明顯的季節(jié)性，會向大氣排放大量煙塵，尤其是在秋季氣候條件的影響下，會顯著提高空氣中PM的含量，最終引起霧霾天氣。雖然目前我國大部分?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）進(jìn)行了行政干預(yù)和控制，然而并沒有從根本上杜絕秸稈焚燒現(xiàn)象，其根本原因為農(nóng)業(yè)秸稈的生產(chǎn)規(guī)模超過回收利用規(guī)模。無論是秸稈回收環(huán)節(jié)、處理環(huán)節(jié)，還是運輸加工環(huán)節(jié)，其成本一直居高不下，并且回收工作均在火力發(fā)電廠集中進(jìn)行。此外，我國給予秸稈回收的補助水平較低，使得農(nóng)戶回收主動性較差，最終影響了秸稈回收的整體效果。相比之下，焚燒秸稈的處理方式更加簡單易行和節(jié)約成本，但會引發(fā)當(dāng)?shù)厣踔林苓叺貐^(qū)的環(huán)境污染問題。有專家指出，秸稈燃燒會釋放包括PM在內(nèi)的不同形式的懸浮物，產(chǎn)生各種有毒有害氣體，如甲烷、一氧化碳及二氧化硫等，導(dǎo)致霧霾現(xiàn)象更加嚴(yán)重。秸稈不完全燃燒會排放氮氧化物，此類氣體會與臭氧發(fā)生反應(yīng)，消耗臭氧，進(jìn)而打破臭氧層的平衡狀態(tài)。此外，秸稈焚燒生成的各類灰塵與濃煙也會加速酸雨的形成。由此可見，秸稈焚燒給農(nóng)村大氣帶來的負(fù)面影響不容忽視。

2.2 養(yǎng)殖業(yè)污染

在農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，養(yǎng)殖業(yè)占據(jù)著重要地位，已成為拉動農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要產(chǎn)業(yè)之一。隨著全社會對肉制品的實際需求日益增加，農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)模也進(jìn)一步擴(kuò)大，由此形成的牲畜糞便量同樣極為龐大。當(dāng)前，在畜禽養(yǎng)殖過程中，農(nóng)村個體養(yǎng)殖戶通常依靠以往經(jīng)驗處理牲畜糞便，無論是排泄物處理設(shè)備還是管理體系均較為缺失。例如，為減少處理環(huán)節(jié)和降低成本，養(yǎng)殖戶會隨地丟棄牲畜糞便，此時糞便生成的氣體會直接進(jìn)入大氣，并產(chǎn)生強烈的刺激性氣味，如果沒有及時進(jìn)行干預(yù)，會誘發(fā)當(dāng)?shù)貒?yán)重的大氣污染問題。

2.3 散煤燃燒污染

現(xiàn)階段，我國農(nóng)村地區(qū)采暖依舊大量使用“土暖氣”、小鍋爐和低效爐具等，這些設(shè)備大多使用劣質(zhì)煙煤作為燃料。雖然此類燃料價格較低，但所造成的能源浪費現(xiàn)象十分嚴(yán)重，還會直接影響當(dāng)?shù)氐拇髿猸h(huán)境。調(diào)查表明，現(xiàn)階段我國散燒煤炭的消費比重不到10%，但其給大氣污染造成的影響卻在50%以上。盡管當(dāng)前我國農(nóng)村居民的能源消耗結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化，但北方農(nóng)村居民應(yīng)用的能源仍以煤炭為主，這也成為現(xiàn)階段農(nóng)村大氣污染的一大源頭。另外，由于農(nóng)村散煤使用相對分散，且多運用低能效分散式燃燒模式，同時沒有脫硝、除塵與脫硫等手段支撐，導(dǎo)致散煤燃燒所形成的有害氣體直接排向大氣，進(jìn)而累積造成嚴(yán)重的大氣污染問題。

2.4 生活廢棄物污染

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)村居民對消費品產(chǎn)生了日益多樣化的需求，形成的垃圾規(guī)模也日漸龐大。目前，我國大部分農(nóng)村地區(qū)并未引入相應(yīng)的垃圾運輸系統(tǒng)與處理設(shè)備，導(dǎo)致荒地、道路與河流均存在生活垃圾。同時，諸多可用土地被垃圾占據(jù)，長此以往會嚴(yán)重影響周邊環(huán)境。此外，這些垃圾與空氣接觸反應(yīng)后，會釋放硫化氫、甲烷與二氧化碳等氣體。受微生物的影響和作用，部分有機(jī)物經(jīng)過厭氧分解會產(chǎn)生不同類型的有毒氣體，如果人體過量吸入，極易產(chǎn)生嚴(yán)重病變，如畸形與癌癥等。另外，受季風(fēng)作用影響，農(nóng)村周邊大氣環(huán)境同樣會被污染和破壞，加重環(huán)境污染程度。多數(shù)農(nóng)村居民對生活廢棄物的處理極為粗放和簡單，通常直接將其燃燒。而燃燒會生成大量有害氣體，如二氧化硫、氟化氫等，這些有害氣體排向大氣，則會直接引發(fā)嚴(yán)重的大氣污染事件。

2.5 農(nóng)村中小企業(yè)生產(chǎn)污染

當(dāng)前，我國農(nóng)村各類中小型企業(yè)發(fā)展迅速。這些企業(yè)不僅為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)注入發(fā)展動力，也在一定程度上緩解了當(dāng)?shù)厝罕娋蜆I(yè)難的狀況。然而，這些企業(yè)大部分不具備環(huán)保處理能力，在獲得經(jīng)濟(jì)效益的同時，其不規(guī)范的生產(chǎn)行為會對生態(tài)環(huán)境造成巨大危害。例如，由于沒有配置標(biāo)準(zhǔn)化的廢棄物處理設(shè)備設(shè)施，以資源加工為主的中小型企業(yè)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)會產(chǎn)生大量廢氣。這些廢氣如果直接排放到空氣中，將會嚴(yán)重影響農(nóng)村的空氣質(zhì)量，長期的過度排放會使大氣環(huán)境污染問題雪上加霜。由于持續(xù)進(jìn)行不規(guī)范生產(chǎn)，導(dǎo)致農(nóng)村生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，空氣質(zhì)量明顯下降。

2.6 農(nóng)村機(jī)動車尾氣污染

近年來，大量已被淘汰的報廢汽車、老舊車輛與黃標(biāo)車從城市流向農(nóng)村。在這一過程中，污染源也從城市轉(zhuǎn)移到了農(nóng)村。黃標(biāo)車尾氣排放嚴(yán)重超標(biāo)，并且排放穩(wěn)定性不理想，排放的一氧化碳是國三車的143倍。同時，農(nóng)村地區(qū)機(jī)動車以高排放型柴油農(nóng)用車為主，如果沒有對柴油發(fā)動機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，其尾氣排放量是汽油車的幾倍甚至幾十倍。同時，我國部分農(nóng)村地區(qū)缺乏系統(tǒng)性的成品油銷售渠道及監(jiān)督管理措施，導(dǎo)致違法人員會販賣劣質(zhì)油，進(jìn)而導(dǎo)致汽車尾氣排放量大大超標(biāo)。

3 我國農(nóng)村大氣污染防治技術(shù)

3.1 綜合防治技術(shù)

3.1.1 合理利用秸稈資源。為了從根本上解決秸稈焚燒問題，各級地方政府需要結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H，加大政策創(chuàng)新與執(zhí)行力度，進(jìn)一步建立健全監(jiān)督與評價機(jī)制，并指定專門機(jī)構(gòu)與專職人員負(fù)責(zé)，逐步實現(xiàn)秸稈綜合化利用的規(guī)?；⒊B(tài)化。同時，要加大秸稈綜合利用先進(jìn)技術(shù)引進(jìn)與轉(zhuǎn)化應(yīng)用的力度，從科技成果轉(zhuǎn)化的角度加快秸稈綜合利用的進(jìn)程。此外，政府應(yīng)以豐富多彩的活動形式，引導(dǎo)農(nóng)民正確認(rèn)識秸稈綜合利用的價值，豐富其對秸稈應(yīng)用的科學(xué)知識，還需及時頒布與之相配套的政策舉措，激發(fā)農(nóng)民的環(huán)保意識，避免秸稈焚燒事件的發(fā)生。

3.1.2 加快清潔能源應(yīng)用。為從根本上解決散煤燃燒污染問題，需要立足不同地區(qū)的實際情況，包括消費特征與能源結(jié)構(gòu)等，客觀分析限制性因素，引入符合實情的技術(shù)路線。鑒于我國農(nóng)村地區(qū)大部分民用爐具并不符合脫硝、除塵與脫硫等技術(shù)條件，因此，應(yīng)進(jìn)一步加大潔凈型煤炭與優(yōu)質(zhì)煤炭的推廣力度，充分凸顯其低揮發(fā)性、低硫與低灰分的優(yōu)勢和特點，加大民用煤質(zhì)量控制力度，降低散煤燃燒造成的污染。在工業(yè)企業(yè)周圍的農(nóng)村區(qū)域，可以考慮對工業(yè)余熱予以充分利用，通過能源替代的方式，減少當(dāng)?shù)剞r(nóng)村居民對散煤的使用。其他農(nóng)村地區(qū)需要根據(jù)實際情況，逐步推廣各類清潔能源，如太陽能與生物質(zhì)能等，替換原有的散煤燃料，進(jìn)而降低散煤燃燒給農(nóng)村大氣環(huán)境帶來的危害。

3.2 顆粒污染物防治技術(shù)

隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展，一些不環(huán)保不規(guī)范的中小型企業(yè)在生產(chǎn)過程中會向大氣排放顆粒污染物。對此，需要采取必要的環(huán)保技術(shù)手段進(jìn)行防治。目前，防治農(nóng)村大氣顆粒污染物的方法主要有干法除塵法和濕法除塵法2種。干法除塵法主要是利用重力原理，結(jié)合不同顆粒污染物的質(zhì)量，通過離心的方式對顆粒污染物進(jìn)行分類處理。干法除塵法采用的設(shè)備主要是重力沉降機(jī)、離心除塵機(jī)等。濕法除塵法首先是采用液體浸潤的方式，使大氣中的顆粒污染物附著液體分子，然后通過捕捉、沉降等方式減少大氣中的顆粒污染物。濕法除塵法采用的設(shè)備主要是噴霧塔、泡沫除塵器等。

3.3 氣體污染物處理技術(shù)

3.3.1 物理吸收處理技術(shù)。物理吸收方法主要用于處理簡單或較為單純的氣體污染物，如二氧化硫、硫化氫、氟化氫等。在應(yīng)用過程中，首先利用氫氧化鈉、氨水等堿性溶液吸收大氣中濃度較低的氣體污染物，使其大規(guī)模從氣相轉(zhuǎn)入液相，進(jìn)而實現(xiàn)與無危害氣體的分離，最后對已吸收氣體污染物的液體進(jìn)行處理，從而達(dá)到凈化空氣的效果。通常采用的設(shè)備主要是填料塔、文丘里處理器等。物理吸收處理方法的優(yōu)勢在于效率高、設(shè)備簡單，缺點在于操作過程較為復(fù)雜，需要對吸收氣體污染物的液體進(jìn)行二次處理。

3.3.2 化學(xué)催化轉(zhuǎn)化處理技術(shù)?；瘜W(xué)催化轉(zhuǎn)化處理是目前農(nóng)村大氣污染防治工作中最為常用的一種氣體污染物處理方法?；瘜W(xué)催化轉(zhuǎn)化方法主要用于吸收物體處理技術(shù)難以處理的氣體污染物，如煙氣或廢氣的混合物。其原理是利用液相反應(yīng)劑與氣體污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成易溶于溶劑的物質(zhì)，實現(xiàn)氣體污染物從氣相到液相的轉(zhuǎn)化。通常采用的設(shè)備主要是板式塔、噴淋塔等?；瘜W(xué)催化轉(zhuǎn)化法的優(yōu)勢在于應(yīng)用范圍廣、吸收率高，缺點在于部分化學(xué)反應(yīng)會對吸收設(shè)備產(chǎn)生腐蝕作用，影響吸收設(shè)備的使用壽命。