建立區(qū)域復(fù)合污染防治技術(shù)體系
近年來,一些大中型城市的大氣灰霾現(xiàn)象日趨嚴(yán)重,城市環(huán)境空氣中日益增高的細(xì)粒子濃度是灰霾天氣出現(xiàn)的主要原因。不僅如此,近年來在城市環(huán)境空氣中還觀測到了高濃度的二次污染物臭氧(O3)。因此,需要加快空氣質(zhì)量評價指標(biāo)修訂工作,完善臭氧和細(xì)顆粒物空氣質(zhì)量評價方法,增加相應(yīng)的評價指標(biāo),建立區(qū)域大氣復(fù)合污染防治技術(shù)體系。
隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加速,我國城市環(huán)境空氣呈現(xiàn)出復(fù)合型污染的態(tài)勢,以煤為主的能源結(jié)構(gòu)造成的煤煙型污染和由機(jī)動車排放引起的光化學(xué)污染共存和相互耦合,使得城市和區(qū)域環(huán)境空氣中細(xì)粒子和臭氧濃度升高。這些現(xiàn)象特別是在一些百萬人口的大城市環(huán)境空氣中均被觀測到,如北京、廣州和上海等。其空氣污染具有3個顯著的特征:一是環(huán)境空氣中存在高濃度的細(xì)顆粒物,致使大氣能見度顯著下降;二是大氣氧化能力強(qiáng),表現(xiàn)為大氣臭氧濃度升高;三是空氣污染呈現(xiàn)區(qū)域性環(huán)境影響。
形成灰霾天氣的原因
近年來,一些大中型城市的大氣灰霾現(xiàn)象日趨嚴(yán)重,而且常常大面積連續(xù)出現(xiàn),華北、中原、華南、華東等地區(qū)均呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域性特征。尤其在城鎮(zhèn)密集地區(qū),區(qū)域性灰霾現(xiàn)象更為嚴(yán)重。城市環(huán)境空氣中細(xì)粒子濃度日益增高是灰霾天氣出現(xiàn)的主要原因,氣象條件尤其是大氣邊界層特征是大氣灰霾的主要誘發(fā)因素和控制因素。形成灰霾天氣的大氣細(xì)粒子除來源于自然界外,更多地來自人類活動的排放,包括化石燃料形成的細(xì)粒子,機(jī)動車尾氣排放的細(xì)顆粒,公路交通引起的揚(yáng)塵,建筑施工造成的粉塵,還有城市與區(qū)域排放的大量氣態(tài)污染物經(jīng)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成的二次細(xì)粒子。不僅如此,近年來在城市環(huán)境空氣中還觀測到了高濃度的二次污染物臭氧(O3)。作為二次污染物的臭氧(O3),伴隨著一系列氧化物同時形成,如生成OH、HO2、RO、RO2等大氣自由基。大氣中的高濃度臭氧(O3)和自由基,將氧化一次污染物如二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOX),使其轉(zhuǎn)化為二次污染物如硫酸鹽(SO42-)和硝酸鹽(NO3-)。二次污染物濃度的升高,可能是日益嚴(yán)重的能見度下降的主要原因。
建立復(fù)合污染防治體系
城市和區(qū)域性大氣細(xì)粒子和臭氧濃度升高是我國城市面臨的一個新的、重大的復(fù)合型大氣污染問題,但目前各城市所發(fā)布的空氣質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果,均未能客觀地反映出這些污染指標(biāo)。城市環(huán)境空氣二次污染物日益嚴(yán)重的現(xiàn)象已引起國家有關(guān)部門和地方各級政府的高度重視。2010年國務(wù)院《關(guān)于推進(jìn)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量的指導(dǎo)意見》(國辦發(fā)〔2010〕33號)明確指出,到2015年建立大氣污染聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制,主要大氣污染物排放總量顯著下降,重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)所有城市空氣質(zhì)量達(dá)到或好于國家二級標(biāo)準(zhǔn),酸雨、灰霾和光化學(xué)煙霧污染明顯減少,區(qū)域空氣質(zhì)量大幅改善。
大氣污染聯(lián)防聯(lián)控的重點(diǎn)污染物是二氧化硫、氮氧化物、顆粒物、揮發(fā)性有機(jī)物等,需解決的重點(diǎn)問題是酸雨、灰霾和光化學(xué)煙霧污染等。要加快空氣質(zhì)量評價指標(biāo)修訂工作,完善臭氧和細(xì)顆粒物空氣質(zhì)量評價方法,增加相應(yīng)的評價指標(biāo)。為了達(dá)到這些目標(biāo),需要建立區(qū)域大氣復(fù)合污染防治技術(shù)體系。
一、建立區(qū)域大氣復(fù)合污染立體監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系和重點(diǎn)污染源在線監(jiān)測體系。由于我國城市規(guī)模不斷擴(kuò)大,城市與城市間距離正在逐漸縮小形成超大的城市群區(qū)域,大氣污染也由局部向區(qū)域性污染發(fā)展,我國原有的按照功能區(qū)劃設(shè)置的大氣監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)已不能準(zhǔn)確有效地監(jiān)測并反映大氣環(huán)境污染現(xiàn)狀,逐漸失去了其代表性意義。由于環(huán)境空氣監(jiān)測點(diǎn)的合理分布關(guān)系到能否客觀、準(zhǔn)確地反映環(huán)境空氣質(zhì)量,因此評估現(xiàn)有監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和優(yōu)化布設(shè)的監(jiān)測點(diǎn)位,日益受到各級政府管理者和研究者的廣泛關(guān)注。不僅如此,現(xiàn)行環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)基本只開展二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物、一氧化碳和氣象等5項(xiàng)參數(shù)的監(jiān)測,未能監(jiān)測環(huán)境空氣中臭氧、PM2.5等二次污染物。顯然,現(xiàn)行環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了諸多與目前環(huán)境空氣質(zhì)量現(xiàn)狀不相適應(yīng)之處,不僅信息處理自動化程度不高,而且監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)的不合理性日益突出,難以形成一個完整、快速的全國環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),也難以科學(xué)、準(zhǔn)確地評價全國、區(qū)域和城市環(huán)境空氣質(zhì)量狀況及其變化趨勢,影響了全國環(huán)境保護(hù)工作的正常開展。因此,區(qū)域大氣復(fù)合污染防治的技術(shù)體系應(yīng)首先建立區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量立體監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),從區(qū)域尺度考慮監(jiān)測點(diǎn)位的布設(shè);不僅應(yīng)監(jiān)測一次污染物,而且應(yīng)監(jiān)測環(huán)境空氣的二次污染物。建立我國區(qū)域大氣復(fù)合污染監(jiān)測指標(biāo)體系,實(shí)現(xiàn)區(qū)域監(jiān)測信息共享。同時,加強(qiáng)區(qū)域重點(diǎn)污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè),加大區(qū)域環(huán)境執(zhí)法力度。
二、調(diào)整和完善我國環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和評價體系。2000年我國頒布的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-1996)修改單中取消了氮氧化物指標(biāo),放寬了二氧化氮(NO2)和臭氧(O3)標(biāo)準(zhǔn),這對NOX控制顯得動力不足。目前我國與NOX相關(guān)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系不完備,實(shí)施體系不健全或?qū)嵤┲斜?ldquo;肢解”,特別是臭氧(O3)沒有被納入到城市空氣考核指標(biāo)等問題,導(dǎo)致NOX控制對策的制定缺乏正確的目標(biāo)導(dǎo)向和法律依據(jù)。此現(xiàn)狀與目前我國臭氧污染日益嚴(yán)重的事實(shí)不相符。因此,應(yīng)盡快執(zhí)行臭氧空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),將臭氧作為重點(diǎn)城市的常規(guī)監(jiān)測指標(biāo);同時將臭氧列為城市空氣質(zhì)量的考核指標(biāo),加強(qiáng)環(huán)保系統(tǒng)對臭氧的監(jiān)測能力建設(shè)。另外,應(yīng)調(diào)整和完善《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,制定分階段的氮氧化物(NOX)、揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)、顆粒物(PM)及二氧化硫(SO2)控制目標(biāo)?梢,建立一個適合我國環(huán)境空氣質(zhì)量現(xiàn)狀的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系已迫在眉睫,必須制定一個包含細(xì)粒子的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系,將細(xì)粒子監(jiān)測納入這個體系之中,以便更好地向公眾反映我國當(dāng)前的空氣質(zhì)量,同時也要將地面臭氧納入環(huán)境空氣質(zhì)量評價體系。
三、建立先進(jìn)的大氣預(yù)警體系和完善的大氣污染執(zhí)法監(jiān)督體系。首先,應(yīng)結(jié)合我國污染源普查、環(huán)境統(tǒng)計、總量減排核查等數(shù)據(jù)。利用已有的科研和調(diào)查掌握的非常規(guī)性污染物排放系數(shù),研發(fā)建立區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量管理排放源清單,特別是揮發(fā)性有機(jī)物(VOCS)和顆粒物(PM)排放源清單的關(guān)鍵技術(shù)方法。
其次,識別篩選區(qū)域空氣質(zhì)量管理模擬模型,建立我國區(qū)域空氣質(zhì)量管理型模型和法規(guī)型模型,反映區(qū)域大氣污染物排放量削減與區(qū)域空氣質(zhì)量改善之間的響應(yīng)關(guān)系,為區(qū)域內(nèi)城市大氣污染傳輸影響分析和實(shí)施區(qū)域內(nèi)分區(qū)管理提供技術(shù)支持。
同時,還應(yīng)建立區(qū)域性大氣環(huán)境污染診斷與識別技術(shù)體系;趨^(qū)域污染源清單和氣象資料,應(yīng)用現(xiàn)代高科技的激光雷達(dá)、空中溫風(fēng)觀測儀、衛(wèi)星遙感等手段得到的觀測數(shù)據(jù)與常規(guī)大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù),診斷與識別區(qū)域大氣復(fù)合污染,包括區(qū)域性大氣污染輸送通道診斷識別技術(shù)、區(qū)域性大氣污染物輻合匯聚帶診斷識別技術(shù)、區(qū)域性污染綜合診斷軟件和區(qū)域性污染敏感源篩選識別技術(shù)。
四、建立區(qū)域空氣污染綜合防治調(diào)控及其決策支持體系。基于區(qū)域環(huán)境容量和大氣污染物的臨界水平與生態(tài)系統(tǒng)的臨界負(fù)荷,構(gòu)建區(qū)域大氣復(fù)合污染控制指標(biāo)體系,確定區(qū)域內(nèi)各行政單位的減排目標(biāo),研發(fā)區(qū)域污染物排放總量控制技術(shù)和分配技術(shù),構(gòu)建區(qū)域大氣復(fù)合污染區(qū)域調(diào)控的多目標(biāo)決策支持平臺,建立區(qū)域協(xié)調(diào)機(jī)制與管理模式。基于區(qū)域性大氣環(huán)境資源承載能力開展大氣過程與環(huán)境容量關(guān)系的研究;趨^(qū)域發(fā)展規(guī)劃和區(qū)域生態(tài)承載力,研究經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展區(qū)域的城鎮(zhèn)空間布局、產(chǎn)業(yè)布局、能源結(jié)構(gòu)等對區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量的影響與調(diào)控技術(shù)和對策。開發(fā)建立包括大氣環(huán)境總量控制技術(shù)、環(huán)境政策模擬分析、污染控制成本分析、費(fèi)用效益分析等在內(nèi)的區(qū)域大氣環(huán)境規(guī)劃綜合決策支撐平臺。
五、開發(fā)大氣多污染物協(xié)同控制技術(shù)?v觀我國電力行業(yè)大氣污染控制歷程,我國一直在實(shí)施單一污染物的控制策略,經(jīng)歷了消煙除塵、二氧化硫控制等過程。經(jīng)過多年的努力,煙塵和二氧化硫排放總量的增長趨勢已得到了有效遏制。目前隨著氮氧化物(NOX)污染的日趨嚴(yán)重,氮氧化物的總量控制已提上日程。由于氮氧化物是形成復(fù)合型污染的重要前體污染物,在控制氮氧化物污染的同時,應(yīng)同時兼顧臭氧(O3)、揮發(fā)性有機(jī)物(VOCS)等其他污染物的協(xié)同控制,以達(dá)到改善環(huán)境質(zhì)量和降低污染減排成本的目的。此外,也應(yīng)兼顧二氧化碳、汞等的協(xié)同控制。
在區(qū)域污染控制方面,著力研發(fā)區(qū)域大氣復(fù)合污染的相互影響及調(diào)控技術(shù),以及控制區(qū)域大氣細(xì)顆粒物、超細(xì)顆粒物、氮氧化物、臭氧以及空氣有毒有害污染物的技術(shù)和對策。綜觀各學(xué)者的觀點(diǎn),區(qū)域大氣多污染物協(xié)調(diào)控制技術(shù)大致包括:大、中型燃煤工業(yè)鍋爐煙氣二氧化硫和氮氧化物同步控制技術(shù)與設(shè)備、適應(yīng)更加嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)的煙氣脫硫脫硝集成化技術(shù)與成套設(shè)備和工業(yè)排放有毒有害有機(jī)污染物的控制技術(shù)。其中,大、中型鍋爐煙氣脫硝技術(shù)包括:SCR脫硝催化劑生產(chǎn)制造技術(shù)國產(chǎn)化、催化劑再生和低溫催化劑,SCR脫硝催化劑載體二氧化鈦粉體國產(chǎn)化技術(shù),SCR與SNCR聯(lián)合脫硝技術(shù),以及超細(xì)煤粉再燃與SNCR復(fù)合的系統(tǒng)脫硝技術(shù)等。此外,還有脫硝協(xié)同除汞催化技術(shù)、雙組分除汞催化技術(shù)、改良型添加劑除汞技術(shù)、改性活性碳吸附再生除汞技術(shù)等。
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