大气污染主要原因及治理对策的展望

谈当前我国大气污染主要原因及治理对策的展望 摘要：摘要：当前我国大气污染状况依然十分严重，主要表现为煤烟型污染。城市大气环 境中总悬浮颗粒物浓度普遍超标；二氧化硫污染一直在较高水平；机动车尾气污染物排 放总量迅速增加；氮氧化物污染呈加重趋势。面对着我国大气污染防治工作较为严峻的 形势，综合分析造成我国大气污染的主要原因，从而详细的论述了我国大气污染的防治 及治理工作。 关键词：关键词：大气污染; 成因分析; 治理对策 我国自改革开放以来，随着经济高速发展，城市地区的大气污染也越来越严重，并 成为国家发展中所面临的一个严重问题，而由于人们日常生活无时无刻离不开空气，而 近年来大气污染所造成的阴霾天气的增多，社会大众也越来越关注大气环境状况 1 1大气污染 1.1 大气污染的定义： 在干洁的大气中，痕量气体的组成是微不足道的。但是在一定范围的大气中，出现 了原来没有的微量物质，其数量和持续时间，都有可能对人、动物、植物及物品、材料 产生不利影响和危害。当大气中污染物质的浓度达到有害程度，以至破坏生态系统和人 类正常生存和发展的条件，对人或物造成危害的现象叫做大气污染。 1.2 大气中污染是由某些有害物质转化成的二次污染物的浓度达到了有害程度的现象， 称为大气污染。大气污染物主要可以分为两类，即天然污染物和人为污染物。 1.2.1 天然污染物 天然污染物是由于自然原因而形成。如火山爆发、森林大火产生的烟尘等。 1.2.2 人为污染物 人为污染物是由于人们从事生产和生活活动而形成的。在人为污染源中，又可分为 固定的（如烟囱、工业排气筒）和移动的（如汽车、火车、飞机、轮船）两种。引起公 害的往往是人为污染物，它们主要来源于燃料燃烧和大规模的工矿企业。 1.2.3 颗粒物及化学成分污染物 颗粒物：指大气中液体、固体状物质，又称尘。硫氧化物：是硫的氧化物的总称包 括二氧化硫，三氧化硫，三氧化二硫，一氧化硫等。碳的氧化物：主要包括二氧化碳和 一氧化碳。氮氧化物：是氮的氧化物的总称，包括氧化亚氮，一氧化氮，二氧化氮，三 氧化二氮等。碳氢化合物：是以碳元素和氢元素形成的化合物，如甲烷、乙烷等烃类气 体。其它有害物质：如重金属类，含氟气体，含氯气体等等。 2 2 大气污染的原因大气污染的原因 2.1 意识薄弱.对可持续发展战略认识不足。 能源利用不合理，能源浪费严重。能源的不合理利用以及能源的严重浪费是造成我 国大气污染严重的原因之一，据资料显示，主要表现如下：A：在我国一次能源消费结 构中，煤炭占 75%，而用于发电的煤量仅占总煤量的 35%，其它煤炭则用于工业及民用 燃烧，有 84%的煤炭直接燃烧，这种煤炭消费构成是很不合理的。B：我国煤炭生产过 分注重产量的增加，对控制高硫煤的问题重视不够，主要表现在煤炭的洗选率低和高硫 煤地区的煤炭产量增长过快。C：各类燃烧设备技术及制造水平较低，能源利用率不高， 使用能耗高排污量大和超期服役的燃烧设备的现象相当普遍。 大气污染防治的资金投 入不足。 2.2 工业企业污染 工业污染是大气污染的主要来源，也是大气卫生防护工作的重点之一。工业的迅速 发展，大气污染物的种类和数量日益增多。由于工业企业的性质、规模、工艺过程、原 料和产品种类等不同，其对大气污染的程度也不同。 2014 年，中国工业烟尘排放量 达 684.6 万 t，工业粉尘排放量为 548.4 万 t，其中乡镇企业占了很大比例。 建筑工地和拆迁工地以及机动车夹带的道路扬尘是逸散尘的重要来源。中国北方由 于植被被破坏（包括毁林、垦荒和草原过度放牧）形成的沙尘暴也是不可忽视的污染源， 尤其是春季。 2.3 生活炉灶与采暖锅炉 在居住区里，随着人口集中，民用生活炉灶和采暖锅炉也需要耗用大量的煤炭，特 别在冬季采暖时间，往往使受污染地区烟雾弥漫，这也是一种不容忽视的大气污染源。 漫长冬季的结束，为期 183 天的哈尔滨市 2014 年冬季供暖周期正式结束。从哈尔 滨空气质量指数查询平台查询到，供暖期间 68 天空气达标，21 天严重污染。 “优”8 天， “良”60 天，轻度污染 55 天，中度污染 25 天，重度污染 14 天，严重污染 21 天。其 中 2015 年 3 月和 4 月达标天数为 35 天，超过达标天数总数的一半。由此可见，天气转 暖，燃煤需求量减少，空气指数也会越来越好。 2015 年一季度哈尔滨空气质量垫底。由于哈尔滨市大气污染季节性特征明显，环 境空气静稳态频度大，当出现静风、逆温等不利于污染物扩散的气象条件时，就会频发 空气重污染天气。 黑龙江冬季寒冷漫长，其能源结构以燃煤为主，是我国供暖期最长的省份之一，其 多数地区的供暖期一般集中在 10 月至次年 4 月左右。近日，从黑龙江省环保厅获悉， 2015 年一季度，地广人稀的天然林区大兴安岭空气质量排名第一，“林都”伊春空气 质量亦佳，省会城市哈尔滨的空气质量则垫底。 环保部门表示，一季度供暖期与去年 同期相比，黑河、佳木斯、绥化、双鸭山、鹤岗这五个城市的 PM10 均值浓度出现升高， 其余 8 个市(地)的 PM10 浓度则有所降低。表 1 是 2014 年与 2013 年空气质量对比，为 使环境空气质量评价结果更加符合实际状况，更加接近人民群众切身感受，新标准增加 了细颗粒物（PM2.5）和臭氧（O3）8 小时浓度限值监测指标。 表表 1.1. 20142014 年与年与 20132013 年空气质量对比年空气质量对比 PM2.5 是指大气中直径小于或等于 2.5 微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。它的 直径还不到人的头发丝粗细的 1/20。虽然 PM2.5 只是地球大气成分中含量很少的组分， 但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5 粒径小， 富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和 大气环境质量的影响更大。 中科院的最新研究成果显示，化学燃料燃烧排放，是形成 PM2.5 的主要污染物来源，其他污染物来源则处于次要地位。该项研究的具体数据是， PM2.5 的成分分别是土壤尘、燃煤、生物质燃烧、汽车尾气与垃圾焚烧、工业污染和二 次无机气溶胶，贡献分别为 15%、18%、12%、4%、25%和 26%，其中，如果将燃煤、工 业污染和二次无机气溶胶（气溶胶，是对悬浮在大气中的固态或液态微粒的统称）三个 来源合并起来，化石燃料燃烧排放成为 PM2.5 污染的主要来源。从中可以看到，化石 燃料排放是当前雾霾污染的主因。 上述研究数据可以在下图中得以清晰呈现： 表二：PM2.5 主要来源占比分析 2.4 交通运输 在交通运输近几十年来，由于交通运输事业的发展，城市行驶的汽车日益增多，火 车、轮船、飞机等客货运输频繁，这些又给城市增加了新的大气污染源。其中具有重要 意义的是汽车排出的废气。汽车污染大气的特点是排出的污染物距人们的呼吸带很近， 能直接被人吸入。汽车内燃机排出的废气中主要含有一氧化碳、氮氧化物、烃类（碳氢 化合物）、铅化合物等。 中国摩托车的生产占世界第一，汽车生产占世界第 11 位。尽管用车的数量远远低 于发达国家，但国产车每公里排放的空气污染物却是欧洲车的 3 到 5 倍。因为中国城市 的道路系统设施低劣，城区的车速比发达国家低得多。道路面积只占上海市总面积的 3.6%，而东京则占总面积的 14.1%。 中国汽车数目将在未来十五年内跃升四倍，所以融合最新技术的智能汽车将成为解 决中国空气污染和能源问题的关键。 根据中国国家环境保护总局资料，到 2013 年，在道路上行驶的汽车预计将增加到 三千三百万辆，到二零二零年更将跳升至一亿三千一百万辆，由此可能引发的空气污染 和能源短缺问题实在不容忽视。 尽管中国正在通过控制工业污染来放缓空气质量恶化的速度，而对汽车的狂热却在 妨碍对污染状况做进一步的改善。目前中国的公路上有 2700 万辆汽车，而且，每年都 有 400-500 万辆新的轿车或卡车加入这一行列。 2.5 郊区农业废弃物和城市垃圾的焚烧 农业废弃物空气污染的一个潜在污染源，特别是北方偏远地区，没有发达的秸秆处 理技术，再次利用率低，大部分农民会把秸秆等农作物在地里焚烧，一来燃烧后的增加 肥效，二来又方便处理，但燃烧后，产生的大量二氧化硫、二氧化碳、可吸入颗粒的等 会快速污染空气。城市垃圾的焚烧也是不可忽视的，它会散发二恶英（dioxins）、多 环芳烃等致癌物。 3 3 大气污染造成诸多方面的危害大气污染造成诸多方面的危害 中国城市空气污染造成的损失主要包括：室外与室内空气污染造成的健康损失（尤 其是慢性支气管炎、心脑血管、呼吸道、心理健康等造成危害）、酸沉降引起的作物与 森林的损失、材料腐蚀、颗粒物中高的铅含量导致儿童的神经系统损伤与智力下降。世 界银行 2013 年发表的结果指出，中国空气污染导致较高的日死亡率。空气污染超标带 来的损失-包括提前死亡、患病、生产资料及城市建筑的损失，按人力资源的算法估计 占 GDP 的 2.9%。 中国卫生部已认定慢性障碍性的呼吸道疾病是中国前导的死因之一，据统计占死亡 的 1/4 以上。大气污染对人类及其生存环境造成的危害与影响,已逐渐为人们所认识， 归结起来有如下几个方面： 3.1 对人体健康的危害 人体受害有三条途径，即吸入污染空气、表面皮肤接触污染空气和食入含大气污染物 的食物，除可引起呼吸道和肺部疾病外，还可对心血管系统、肝等产生危害，严重的可 夺去人的生命。 3.2 对生物的危害 动物因吸入污染空气或吃含污染物食物而发病或死亡，大气污染物可使植物抗病力下 降、影响生长发育、叶面产生伤斑或枯萎死亡。 3.3 对物品的危害 如对纺织衣物、皮革、金属制品、建筑材料、文化艺术品等，造成化学性损害和玷污 损害。造成酸性降雨，对农业、林业、淡水养殖业等产生不利影响。破坏高空臭氧层， 形成臭氧空洞，对人类和生物的生存环境产生危害。 3.4 对全球气候产生影响 如二氧化碳等温室气体的增多会导致地球大气增暧，导致全球天气灾害增多，又如烟 尘等气溶胶粒子增多，使大气混浊度增加，减弱太阳辐射，影响地球长波辐射，可能导 致天气气候异常。如何防治大气污染，减轻大气污染的危害与影响，构成了当今重大而 紧迫的研究课题。 4 4 大气污染治理方向及对策大气污染治理方向及对策 4.1 治理方向 1970 年美国的清洁空气法案颁布并实施，从而构建了美国环境大气质量标准 与排放总量控制相结合的大气污染控制策略体系。标准颁布后，为便于对大气污染进行 控制，USEPA 在全国设立了 247 个州内控制区和 263 个州际控制区，各州对其所管辖区 域内的空气质量负有主要责任。这一阶段美国主要通过对电厂和其他重工业废气的净化， 以及对汽车尾气排放控制的策略来实现空气质量的改善。1977 年清洁空气法案修 正案颁布，将全美划分为“防止严重恶化区” （PSD）和非达标区，在“防止严重恶化区” （PSD）内依据区域功能的不同又再次划分为三个不同的区域，并在自然保护区及一类 区内推行能见度保护计划，以防止灰霾的发生。为了达到国家环境空气质量标准，各州 都制定了固定污染源和移动源相关污染物的排放标准，并以州实施计划（SIP）的形式 给出各州空气质量达标和改善的时限和具体措施及可行性分析，EPA 批准并对其执行情 况进行监督检查。美国早期的大型固定源与移动源排放控制结合的控制策略到 70 年代 末取得了较好的控制。 无论是西方社会曾经经历过的“先污染后治理” ，还是我国现在努力实行的“节能 减排” ，都是社会发展历程中必须面对的问题而社会要发展，经济要增长，其不可避 免的对环境造成影响，而我们要做的不是西方社会的不顾一切的发展，之后再进行治理， 也不是不发展只为了保护环境 “节能减排”也不是单纯的所谓的减少能源消耗，停止 生产和日常的生活需求，而是科学合理的利用资源，发展创新，利用新技术，减少能源 消耗，减少污染排放了，以最小的对环境造成的影响来发展进步。 党中央、国务院高度重视大气污染防治工作。“十一五”以来，全国大气环境质量 基本稳定，部分城市空气质量有所好转，大气中二氧化硫（SO2）和可吸入颗粒物 （PM10）等持续下降。但同时要看到，当前我国污染物排放总量依然较大，区域性大气 污染问题仍很突出，大气环境形势严峻。要以更大的决心、更高的标准、更有力的措施， 切实加强大气污染综合防治，推动空气质量持续改善。一要加快淘汰电力、钢铁、建材、 有色、石化、化工等行业的落后产能。在大气污染联防联控重点区域积极推进使用清洁 能源。对城区重污染企业实施搬迁和节能环保技术改造，优化工业布局。二要提高环境 准入门槛。在重点区域实施更加严格的大气污染物排放特别限值，禁止新建、扩建除热 电联产以外的燃煤电厂、钢铁厂、水泥厂。严把新建项目准入关，严格环境执法监管。 充分发挥市场机制作用，大力发展环保产业。三要深化污染减排。推进电力行业和钢铁、 石化等非电行业二氧化硫减排治理。加快燃煤机组脱硝设施建设，加强水泥行业氮氧化 物治理。四要突出抓好机动车污染防治。提高车用燃油品质与机动车排放标准。到 2015 年，基本淘汰 2005 年以前注册运营的“黄标车”。五要加强协同防控。在京津冀、 长三角、珠三角等重点区域，实施大气污染联防联控。建立极端气象条件下大气污染预 警体系。 4.2 减缓空气污染采取的主要措施 发展清洁能源，改善能源消费结构。逐步减少直接消费煤炭，提高使用燃气、电力 等清洁能源的消费比例。推行煤炭洗选加工，控制高硫份、高灰份煤炭污染。严格控制 高硫高灰份煤炭的开采和推行煤炭洗选是减排二氧化硫的重要措施。减缓空气污染措施 首要是由燃煤改为燃气（包括天然气、煤气和液化石油气）、集中供热以及水力发电等。 中国城市内已有 1.47 亿居民炊事用上了燃气，城市内用气普及率达到 75.7%。淘汰落 后生产工艺，防治工业废气污染淘汰严重污染环境的落后工艺和设备，采用技术起点高 的清洁工艺，最大限度地减少能源和资源的浪费，从根本上减少污染物的产生和排放， 减少末端污染治理所需的资金投入。减少机动车排污的技术措施主要有禁用含铅汽油， 汽车安装催化转化箱，新车装电喷系统等。北京、上海、重庆、哈尔滨，已经改装了 300 到 5000 辆公共汽车，使用天然气或液化石油气作燃料。北京有不少出租车改为两 用燃料。科技部及 UNDP 还支持燃料电池车的示范。 最值得注意的是，城市人口的骤增，更加重了都市的空气污染，它需要额外的能耗， 包括为发电耗费更多的煤和为机动车提供更多的油。都市化过程带来 6%7%的年均人 口增长率，导致郊区新住宅区的出现和新建的燃煤供热锅炉和为数众多的建筑工地。这 些建筑工地缺乏有效的扬尘/逸尘的控制措施。这些人为的活动抵消了家庭能源从煤改 成到气体燃料带来的环境改善。北京市政府近两年来花费很多财力和人力，采取 93 项 紧急措施，在市区进一步将炊事用煤改用天然气，取暖改为集中供热，并将工厂搬往郊 区县。但北京市总的耗煤量并没有减少太多。1999 年北京全市包括郊区县，煤消耗量 仍然有 1600 万 t。在城乡交接地区出现更多的低矮新污染源。由于大气扩散和热岛效 应，二氧化硫与细小颗粒物仍然能扩散到市区，影响市区空气质量。1999 年北京长期 居住的外来人口达 180 万，大多数打工人口居住在城乡交接地。他们炊事没有煤气天然 气，取暖用煤炉，为数众多的小煤炉并没有消灭。控制城市人口是必要的。 4.2.1 北京等大城市必须控制人口。 为达到空气更好、天更蓝、水更绿的目标，北京大致进行了五方面的工作。第一， 改善北京的能源结构，从烧煤为主到烧天然气，引进陕甘天然气第二条管线正在铺设； 第二，对严重的污染性企业下决心进行搬迁并在搬迁过程当中进行技术改造，如首钢已 将相当一部分厂区搬迁至河北省，并在此过程中进行了技术改造，减少了污染；第三， 对北京的汽车尾气排放实行严于国家标准的排放标准，目前实行的是欧洲二号标准，明 年将实行欧洲三号标准的尾气排放；第四，将北京市四环以内的所有烧煤炉更替为烧电、 气，减少污染；第五，开展大规模的绿化、美化、植树造林等工作，使北京生态环境更 加良好，使北京居民的生活质量有所提高。 4.2.2 地方政府对环境质量负责 走可持续发展的道路。各级政府要对本辖区的大气环境质量负责，充分认识走可持 续发展道路的重要性。一些地方政府变相对环保执法部门执法进行干预，一些建设期短 经济效益好，但是资源能源消耗大，对大气污染严重的工业项目获得了批准建设没有 执行建设项目环境管理“三同时”制度和国家环境影响评价制度，盲目建设了许多布局 不合理、超标排放污染物的项目。因为有些地方的执法机构、人员不全或者执法经费不 足，环境执法机构没有很好的开展对污染点源污染物的检测及排污单位的监理，这样就 削弱了环保部门对排污单位和排污源的正常监督管理，这样的结果就是没有污染治理设 施的单位长期没有污染治理设施或者有污染治理设施的单位污染物处理设施运行率低， 污染物超标排放。 4.2.3 注重科技发展 加强大气污染防治实用技术的椎广从国情出发，尽快开发推广技术可靠、经济合理、 配套设备过关的大气污染防治实用技术，重点领域包括煤炭洗选脱除有机硫、工业型煤、 循环流化床锅炉、煤的气化和液化、烟气脱硫、转炉炼钢收尘、焦炉烟气治理、陶瓷砖 瓦窑黑烟治理等。 4.2.4 完善环境监督管理制度 主要包括：所有超标排放大气污染物的单位到 2014 年达标排放，制定实施计划， 落实治理资金，分阶段完成限期治理任务；各地将排污总量指标分配到排污单位，实施 排污许可证制度，使排污单位明确各自的污染物排放总量控制目标，对污染源排放总量 实施有效控制。排污单位必须按照环境保护部门根据环境质量要求核定的允许排放量组 织生产；建立了对工业部门环保工作的监督机制，要求各部门切实采取措施落实本行业 环保计划；二氧化硫排污收费试点地区由“两省， “九市“扩大到两控区。提高二氧化 硫排污收费标准，使其逐步达到高于治理成本，促使排污企业积极增加投入，主动治理 污染。 5 5 总结总结 大气环境是人类赖以生存的可贵资源，大气环境资源的破坏是一种不可逆的过程， 恢复良好的大气环境质量要比采取措施从根本上防治大气污染付出更多的经济代价。但 这种观念长期以来并没有被一些部门和一些地区充分的理解和认识。目前，全国污染治 理和用于污染防治有关的城市基础设施建设投资，只占国民生产总值的 0.7%，这与我 国环境污染严重、历史欠账太多和经济快速发展对环保投资的需求相比，严重不足。 执法不严，监督管理力度不够。尽管我国大气污染防治法规标准建设取得很大进展，但 有法不依，执法不严，违法不究的现象仍然十分严重。 缺乏实用的治理技术。我国在 大气污染治理技术和设备的研制、开发、推广和使用方面，虽然做了不少工作，但与大 气污染控制的需求差距还较大，资金、人力的投入以及实用技术商品化的程度远不如发 达国家。 防治大气污染是一个庞大的系统工程,需要个人、集体、国家、乃至全球各国的共同 努力，减少污染物排放量多采用无污染能源（如太阳能、风能、水力发电）、改革能源 结构，用低污染能源（如天然气）、对燃料进行预处理（如烧煤前，先进行脱硫）、改 进燃烧技术等均可减少排污量。另外，在污染物未进入大气之前，使用除尘消烟技术、 冷凝技术、液体吸收技术、回收处理技术等消除废气中的部分污染物，可减少进入大气 的污染物数量。控制排放和充分利用大气自净能力。气象条件不同，大气对污染物的容 量便不同，排入同样数量的污染物，造成的污染物浓度便不同。对于风力大、通风好、 湍流盛、对流强的地区和时段，大气扩散稀释能力强，可接受较多厂矿企业地逆温的地 区和时段，大气扩散稀释能力弱，便不能接受较多的污染物，否则会造成严重大气污染。 因此应对不同地区、不同时段进行排放量的有效控制。厂址选择、烟囱设计、城区与工 业区规划等要合理，不要排放大户过渡集中，不要造成重复迭加污染，形成局地严重污 染事件发生。绿化造林，使有更多植物吸收污染物，减轻大气污染程度。环境治理也需 要整个社会发展的全局考虑，而不是孤单的一个方面，一个点。把环境治理置于经济建 设和社会发展的大的蓝图中来，不仅仅是作为一个工厂的设施，或者一个时期的口号， 而是像日常生活中的公交车，公共绿地，生活用水用电等，融入人们的生活中去。从每 个人身边最小的事情开始，到社会发展的总布局，每一点一滴，都贯彻环境治理的思想， 这样才能够真正的做到在发展中解决问题。例如在日本，垃圾分类是很正常的事情，小 孩子都懂得垃圾需要分类才可以丢弃。而日本的节能设施也是遍及各个商业、工业、办 公和住宅园区。这就是我们应该努力和学习的方向，环境保护如果从每个人做起了，那 么环境治理也就真的是不再需要了。 参考文献：参考文献： 1杨齐民；激光遥测大气污染J；激光杂志；2012 年 03 期 2高源；中国大气污染的现状及对策J；科学对社会的影响；2014 年 01 期 3毛志平；浅谈大气污染A；中国文物保护技术协会第二届学术年会论文集C； 2013 年. 4摘自我国城市大气污染概况及防治对策研究 5东北网 6 何静华.有关大气污染预防及防治工作的探讨J.科技资讯，2013(29). 7美国清洁空气法案解析 8董志权大气污染控制工程北京：机械工业出版社，2011 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