目前，國(guó)內(nèi)外城市普遍采用高空風(fēng)塔為隧道排風(fēng)，但這種外插式“呼吸機(jī)”排風(fēng)方式在治理隧道廢氣污染方面卻治標(biāo)不治本。科技部批準(zhǔn)實(shí)施的“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“道路隧道空氣治理關(guān)鍵技術(shù)研究及示范工程應(yīng)用”，旨在通過(guò)一整套綜合治理技術(shù)，從根本上解決我國(guó)隧道復(fù)雜環(huán)境的污染治理難題。該項(xiàng)目現(xiàn)已在上海完成中試。

研究人員在對(duì)上海市打浦路隧道排出的廢氣進(jìn)行治理試驗(yàn)

隧道污染問(wèn)題日漸嚴(yán)峻

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，公路隧道的建設(shè)對(duì)緩解中心城區(qū)主干道路的交通擁堵，減少路面環(huán)境污染發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。但由于隧道均為半封閉結(jié)構(gòu)，隧道內(nèi)外空氣交換不暢，汽車排出的尾氣會(huì)不斷地在隧道內(nèi)累積，產(chǎn)生健康危害。來(lái)往于黃浦江底隧道的乘客常做的一件事，就是搖起車窗、屏住呼吸。

測(cè)試表明，隧道內(nèi)空氣污染物種類繁多，主要包括顆粒物（PM）、一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮═HC）和氮氧化物（NOX）等，如不及時(shí)排放，將嚴(yán)重影響隧道內(nèi)駕乘人員的行車安全和身體健康。

隧道內(nèi)空氣污染物主要由汽車尾氣產(chǎn)生，對(duì)人體有不同程度的危害。中科院有關(guān)研究機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)表明，CO可使人出現(xiàn)頭痛、昏睡、失去平衡等癥狀，NOX可損害視覺(jué)、呼吸系統(tǒng)，引起窒息，同時(shí)可導(dǎo)致酸雨，引發(fā)光化學(xué)煙霧。國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IRAC）也已將汽車尾氣列入人類潛在的致癌因素。

目前，隧道內(nèi)廢氣一般采用高空風(fēng)塔或地面風(fēng)塔群排放，但這種排放方式并沒(méi)有使污染物總量減少，所排放的污染物在高空擴(kuò)散后又會(huì)造成區(qū)域性污染；同時(shí)，在中心城區(qū)建設(shè)幾十米高的隧道廢氣排放風(fēng)塔，往往與周邊景觀難以協(xié)調(diào)，影響市容市貌。隨著城市交通需求量不斷增大，為緩解城市交通壓力，更多的城市隧道將建成并投入使用，隧道內(nèi)由于機(jī)動(dòng)車尾氣排放引發(fā)的污染問(wèn)題也將變得更加嚴(yán)峻，開(kāi)展治理隧道空氣污染的研究及應(yīng)用已迫在眉睫。

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的解決方案是，在排放時(shí)，應(yīng)先對(duì)隧道內(nèi)的混合污染物進(jìn)行凈化處理，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。針對(duì)我國(guó)城市化進(jìn)程日益加快、道路隧道污染日趨嚴(yán)重的現(xiàn)狀，2006年由納米技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程研究中心牽頭組織的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，開(kāi)始了道路隧道廢氣治理項(xiàng)目的研究，并獲得解思深院士、孫晉良院士等14位專家的一致認(rèn)可，于2007年底獲得科技部科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目支持。

從物理稀釋到綜合治理

上海市建設(shè)交通委員會(huì)環(huán)境專業(yè)委員會(huì)副主任曹蘆林告訴記者，采用高空風(fēng)塔或地面風(fēng)塔群向空中排放隧道內(nèi)廢氣，只是一種物理的稀釋方法，并未從根本上解決污染問(wèn)題。

曹蘆林說(shuō)，隧道空氣污染治理的難點(diǎn)在于，一是雖然污染物成分與汽車尾氣相似，但汽車在行駛中排放的尾氣溫度高達(dá)200℃～300℃，污染物容易被催化和凈化；而隧道里的尾氣處于常溫，許多現(xiàn)有的尾氣治理技術(shù)用不上；二是需要處理的風(fēng)量大，風(fēng)速高；三是污染物濃度相對(duì)較低；四是污染物的濃度會(huì)隨車流量發(fā)生變化，工況不穩(wěn)定，這些都給隧道污染處理技術(shù)研究帶來(lái)了挑戰(zhàn)。很多國(guó)家目前只是在隧道靜電除塵方面取得了好的治理效果，但對(duì)于CO、NO和THC等的污染問(wèn)題卻一直束手無(wú)策。

曹蘆林認(rèn)為，隧道空氣治理工程的成功應(yīng)用，將為建立我國(guó)隧道廢氣治理的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和中心城市現(xiàn)有及新建隧道的環(huán)境控制設(shè)計(jì)提供借鑒；技術(shù)與成果的應(yīng)用和推廣，將有望形成隧道廢氣治理產(chǎn)業(yè)，同時(shí)還可以帶動(dòng)納米吸附材料、納米催化材料、空氣凈化設(shè)備制造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

在上海打浦路隧道廢氣治理試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，記者看到正在這里進(jìn)行試驗(yàn)的隧道廢氣綜合治理技術(shù)的過(guò)程分為3個(gè)步驟，研究人員形象地將其稱為“三明治”。一是靜電除塵，二是對(duì)CO低溫催化凈化，三是對(duì)THC（VOC）和NOX進(jìn)行吸附濃縮和催化凈化，整個(gè)過(guò)程瞬間即可完成，末端排放出的“成品”則是被凈化的空氣。

納米技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程研究中心執(zhí)行主任何丹農(nóng)，以CO為例介紹說(shuō)，CO是隧道內(nèi)空氣污染物的主要成分之一，其濃度也遠(yuǎn)高于其他污染物的濃度。但由于隧道內(nèi)的特殊環(huán)境，使得如何將CO在低溫下直接催化氧化成CO2是一個(gè)世界性的難題。研究人員通過(guò)對(duì)載體處理、漿料配比、涂敷技術(shù)等整體制備過(guò)程的研究，開(kāi)發(fā)出了具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的均質(zhì)、穩(wěn)定、高效的整體式催化劑的制備技術(shù)。在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，工作人員向記者展示了一個(gè)內(nèi)部滿是方形的蜂窩陶瓷濾芯裝置，每個(gè)方盒子內(nèi)部都涂敷有特殊的納米材料，這種納米材料可高效催化或直接吸附有害物質(zhì)。整個(gè)“清洗”過(guò)程只在短時(shí)間內(nèi)即可完成。

從過(guò)去單一的物理稀釋和靜電除塵，到現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)對(duì)CO、NOX、THC（VOC）等多種廢氣的綜合治理，我國(guó)科學(xué)家提出的一套將污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害物質(zhì)，凈化效率高，無(wú)需高空排氣稀釋的隧道污染物治理技術(shù)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

我國(guó)技術(shù)成本優(yōu)勢(shì)明顯

目前，國(guó)外隧道廢氣治理技術(shù)主要集中在靜電除塵和NO2凈化方面；對(duì)CO、NO、THC（VOC）沒(méi)有處理。而由于我國(guó)目前機(jī)動(dòng)車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)低于國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，使得PM、CO、NOX和THC（VOC）成為隧道空氣中的主要污染物，國(guó)外的相關(guān)技術(shù)不能滿足我國(guó)隧道空氣污染物控制的要求，且設(shè)備昂貴、運(yùn)行成本較高。有分析認(rèn)為，如果采用國(guó)外技術(shù)，我國(guó)隧道空氣污染處理也難以達(dá)到國(guó)家1996年頒布的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。

在國(guó)家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目的支持下，我國(guó)科學(xué)家開(kāi)展了“隧道空氣污染物凈化技術(shù)及高效凈化材料的開(kāi)發(fā)”等研究。研究人員提出了用于隧道空氣污染物排放控制的總體方案：即通過(guò)大風(fēng)量換氣來(lái)降低隧道內(nèi)部污染物的濃度，在隧道出口處安裝空氣集中凈化處理裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道污染物先凈化后排放。何丹農(nóng)說(shuō)，空氣集中凈化處理裝置占地面積小，高度只有2～3米，也可“暗藏”在隧道內(nèi)，真正實(shí)現(xiàn)了拔掉隧道“呼吸機(jī)”的目的。

與國(guó)外同類技術(shù)或產(chǎn)品相比，我國(guó)隧道廢氣治理核心技術(shù)具有較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和極強(qiáng)的成本競(jìng)爭(zhēng)力。在對(duì)隧道污染物的靜電除塵和NOX的治理效果方面，我國(guó)隧道廢氣治理技術(shù)不僅與國(guó)外公司完全相當(dāng)，凈化率分別達(dá)到了90%和80%以上，而且NOX的治理技術(shù)優(yōu)于國(guó)外公司，治理過(guò)程中不產(chǎn)生二次污染。更為重要的是對(duì)于在我國(guó)隧道中濃度高、對(duì)人體危害大的CO、THC（VOC）和SO2的治理也取得了優(yōu)良的治理效果，凈化率分別達(dá)到80%、65%、98%，而對(duì)于這些污染物外國(guó)公司至今尚未“涉足”，更沒(méi)有成熟的處理技術(shù)。與國(guó)外同類凈化裝置相比，國(guó)產(chǎn)裝置的成本將降低30%～50%，運(yùn)行成本也顯著降低。

在不久前召開(kāi)的“道路隧道空氣治理關(guān)鍵技術(shù)研究及示范工程應(yīng)用”階段總結(jié)會(huì)，上海市科委副主任陸曉春表示，項(xiàng)目對(duì)隧道中各污染物治理的核心技術(shù)已達(dá)到了國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先水平，對(duì)2010年上海世博會(huì)意義重大�？萍疾可鐣�(huì)發(fā)展科技司司長(zhǎng)馬燕合認(rèn)為，此項(xiàng)目體現(xiàn)了環(huán)保社會(huì)中環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，并建議近期應(yīng)重點(diǎn)攻關(guān)突破可能影響示范和應(yīng)用的工程技術(shù)瓶頸，集成現(xiàn)有技術(shù)，使示范的整體效果更符合世博會(huì)的要求。

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