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雾霾(大气污染)治理的问题

作者:硕冠环境 来源: 日期:2021-3-1 8:49:19 人气:22

  近年来,华北地区降雨已经从局部性酸雨转变为偏碱性,这从宏观上也证明,减排常规污染物的同时,导致了过量氨气的排放。在低温季节氨气铵盐湿沉降能力弱的情况下,过量氨气排放会导致大气中的细颗粒物较长时间存在,在较大范围扩散分布。

    目前绝大部分电厂和工业企业使用湿法脱硫工艺进行二氧化硫(SO2)减排,尽管脱硫效果明显,但由于中间的烟气升温器 (GGH)被取消,使得烟气低温、低空、高湿排放,脱硫浆液中的细颗粒物通过饱和湿烟气夹带排入大气,可凝结颗粒物 CPM浓度偏高,且未控制。取消GGH的情况下,低温季节,饱和湿烟气条件下,排出的烟气形成浓重的烟羽,二氧化硫在烟羽内的液滴内形成亚硫酸,进一步形成硫酸的较好条件。这样的排放变化过程完全无法监控。

  根据包括北京,上海等17个达到超低排放标准机组的测试结果,CPM的平均值是 13.93毫克/立方米,超过了超低排放颗粒物标准10毫克/立方米。更为严重的是,CPM形成的颗粒物粒径小,粒数浓度非常高,每立方厘米粒数以千万计。同样质量浓度的CPM,其粒数远超过可过滤颗粒物,对大气的消光作用也远远大于可过滤颗粒物。这些CPM 在大气中作为凝结核,遇冷凝并,吸湿长大,并产生液相下的二次复合过程,雾霾暴发时,以PM2.5质量浓度形态显现。

  由于可凝结颗粒物CPM没有包括在目前的颗粒物标准之中,因此没有得到监管。这一颗粒物指标上的漏洞,说明了为什么环保指标上的成果对不上实际的大气污染情况。因为指标只管住了可过滤的固体颗粒物,对雾霾影响更严重的CPM没有得到监管,超低排放评价显著低估了颗粒物的实际排放水平,所谓的超低排放,实际上是非关键致霾指标的超低,不可能实现对症下药来治理雾霾! 2018年各地采取的俗称“除湿脱白”的烟羽中污染物治理措施,治理湿法脱硫后的白色烟羽,对控制 CPM 有一定效果,但由于各种原因,被主管部门叫停!这也就是为什么疫情期间,只有落实实现超低排放的电厂和有限的其它工业排放,雾霾依然席卷大半个中国。

  城市周边大量工业水汽的排放,还会造成静稳,逆温的天气增加。水汽形成的水蒸汽气溶胶,使得局部的云层增厚,在城市上空形成一个“锅盖”,大气流动性减弱,形成静稳环境,使污染物无法自由扩散;由于湿态水溶性离子颗粒物的消光作用,大气边界层阻挡太阳光线照射至地面,地表温度低,形成逆温环境,同时这些工业水汽都带有热度,高于环境温度,在高空遇冷冷凝,释放出热量,使高空的气温升高,也有助于逆温天气的形成。静稳,逆温环境导致污染物在近地表大气边界层内累积,形成雾霾。

  在低温静稳干燥气象条件下,粒数巨大没有得到管控的可凝结颗粒物 CPM 排放到大气中形成固态或液态的细颗粒物;湿法脱硫,冷却塔等工业水蒸气排放推高相对湿度,大气中的干态水溶性离子颗粒物吸湿长大;烟气中残留的氮氧化物、硫氧化物,VOCs和氨气等和吸湿长大后的干态水溶性离子颗粒物,水汽夹带的细颗粒物在大气中发生二次复合,形成硝酸盐,硫酸盐,有机盐和氨盐等二次颗粒物。由于湿态水溶性离子颗粒物的消光作用,大气边界层阻挡太阳光线照射至地面,地表温度低,形成逆温环境。这些盐粒在逆温,静稳大气的影响下,在较低的大气边界层内富集,形成雾霾。

  在高湿天气,这个过程显著加快和加强,湿态水溶性离子颗粒物粒径大幅增长,新排放的水蒸气和夹带的细颗粒物在更低的大气边界层内扩散,地表的空气密度升高,大气的垂直层结构相对稳定,空气的上下间流动显著减弱,静稳,逆温环境加强,同时,水溶性离子颗粒物中铵根,硝酸根等营养物,促使微生物快速繁殖,PM2.5质量浓度快速增长,雾霾爆发,并会维持一段时间,直至大气环境发生改变(如大风,下雨,冷空气入侵等)。

  为了维持北方地区的环境质量,从 2017年开始实施“大气污染应急管控防治措施”,即在污染天气各地要求企业 “停工限产”。这一措施虽然缓解和减轻了雾霾污染的影响,但给各地的经济带来严重的伤害,同时也掩盖了环保治理的问题和缺陷。从经济上考虑,治理目前的大气污染问题,对于一个省,只是一个百亿级的投入(如果通过节能措施减排, 投入的成本还可回收),但大面积的停工限产,经济损失是千亿级别,而且年复一年。根据前面的分析,重度雾霾不是一次排放造成,而是大气扩散条件变差后,二次颗粒物暴增所引起,“停工限产”的作用有限。因此,我们建议在“十四五”期间,取消“大气污染应急管控防治措施”,停止各种名目甚至加码的“停工限产”,保障国民经济,特别是北方地区的可持续发展。