海拉尔区煤烟型大气污染治理对策研究

海拉尔区煤烟型大气污染治理对策研究

环境是人类和其他生物永远无法离开的物质和能量。环境气体的质量不仅直接关系到人类的健康，而且直接关系到其他生物的生态平衡。因此,治理大气污染,保护大气环境就显得尤为迫切和重要。一、环境和污染环境和污染(一)对流层和平流层的影响我们生活的这个地球表面上的空间存在着随地球旋转的大气层,即人们常说的空气。大气圈分布是不均匀的,它的密度、温度、组成都会随高度的不同而不同。离地面越远,空气越稀薄,而离地面越近,则空气密度越大。大气圈一般分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。对地球关系最为密切的是对流层和平流层。对流层是大气圈最下面的一层,温度分布特点是下部气温高,上部气温低,大气易形成强烈的对流运动。对流层厚度随地球纬度不同有所变化,整个对流层对人类和生物的影响最大。风、雨、雷、电、雾等自然现象都发生在这一层,我们所关注的大气污染问题也主要发生在这一层。特别是近地面1—2公里的近地层。平流层在对流层的上层,平均厚度约为38公里。平流层下部气温则随着高度增加而增高,这是因为在这一区域内存在一厚度为20公里的臭氧(O3)层,能强烈吸收太阳紫外线(波长为200—300纳米)致使气温升高。进入平流层的污染物扩散很慢,停留时间可达数年之久。有些污染物如氮氧化物、氟利昂等还会与臭氧层中的臭氧发生化学反应,使臭氧浓度降低,产生“臭氧空洞”,使地表接受的太阳紫外线增强,导致人们患皮肤癌等。所以平流层也是人类关心的一个热点。(二)气成岩与成气年龄大气是由多种气体组成的混合物,同时还有少量的水蒸汽和尘埃等。大气中主要的成分是氮气和氧气,以及氩气、二氧化碳、氢、臭氧等。这些成份相对含量固定,是维持地球生物和物质的保障。大气中某些组成会受到城市地区气象或人为活动干扰、影响而发生变化,如:SO2、SO3、CO2、NOX、尘埃等,当这些成份含量达到一定浓度时,便会对人类和其他生物造成严重影响。(三)大气污染的产生及排放特性随着人类社会的不断进步,特别是工业化的进程不断加快,人类在生产、生活活动中大量地使用化石燃料并将废气、二氧化碳、粉尘、烟尘等污染物不断地排放到大气环境中,当污染物的含量超过环境所允许的极限程度(环境容量)时,大气质量就会恶化,影响原有生态平衡体系,使人类的健康、工农牧业生产及生态环境遭到影响或破坏,这种现象就是人们常说的大气污染。大气污染的产生主要是人类生产和生活活动所造成的。由于人类不加节制的使用煤和石油产品等化石燃料,通过工业锅炉窑炉设备、采暖洗浴锅炉设备、机动车船以及生活需要的燃烧设备等。在燃烧过程中,产生大量的SO2、NOX、烟尘、粉尘、CO2、碳氢化合物等污染物,并随着排放口(烟囱、排气筒等)源源不断地排放到大气环境,使大气环境遭到污染。特别是近地面的对流层污染最为直接也最为严重,对人类和生态环境直接构成威胁。(四)大气污染对人体健康的影响人每时每刻都离不开大气环境,因此大气环境质量的好坏将直接关系到人体健康。未受污染的大气环境对人体的功能是合适的,人们通过正常呼吸大气中的氧气而进行新陈代谢的生命活动。一旦大气环境由于自然界或人为活动破坏而发生异常变化,必然会影响到人体正常的生理功能。虽然人类具有调节自己的生理功能来适应不断变化着的环境的能力,但这种调节是有一定限度的。如果大气环境异常变化超过了人类正常生理调节的限度,大气污染物就会以各种方式进入人体,引起人体某些功能和结构发生异常,甚至造成病理性变化,引起疾病。海拉尔地区受大气污染影响诱发的疾病有呼吸道疾病及肺癌等。由于大气污染而引起疾病,开始多数无明显的临床症状,但当微量毒素或污染物进入人体内并产生蓄积时,最终会产生功能性变化,导致疾病的发生。大气污染物种类很多,海拉尔地区污染危害比较大的大气污染物主要有烟尘、粉尘、SO2、NOX、PM10等,这些大气污染物主要来自于燃煤锅炉烟囱、窑炉排放筒和机动车尾气等。烟尘、粉尘和PM10污染物:这些污染物主要由于燃煤设备,如锅炉、窑炉、大灶等,一般粒径在100微米以下。特别是PM10,其基粒径在10微米以下,这些细小烟尘或粉尘粒子能吸附大气中的某些致癌物质(如3、4苯并芘),使肺癌发病率上升,半径在0.1—1微米的烟尘粒子会直接进入肺泡,引起呼吸道疾病,甚至肺癌。SO2污染物:煤炭中的硫经锅炉燃烧产生SO2,并随废气排入大气中。SO2的危害是刺激人的呼吸系统,是引起肺气肿、支气管炎发病的病因之一,SO2也具有致癌作用。NOX污染物:主要是燃煤锅炉和机动尾气排放产生的污染物,排到空气中的NO2可以和血红蛋白结合,比CO亲合力大数百倍,而排到空气中的NO2能引起呼吸道疾病,甚至造成更严重的二次污染物—光化学烟雾。光化学烟雾污染物:主要是汽车尾气的碳氮化合物与NO2气体在太阳光紫外线的照射下,生成臭氧,臭氧与烯烃作用生成过氧酰基亚硝酸盐、硝酸盐、醛类等物质,这些污染物相互协调作用,形成危害性极强的光化学烟雾,这种光化学烟雾对人的眼睛和鼻、咽、喉、肺部等器官都有明显的刺激作用,从而引起呼吸道疾病。大气污染物除对人体健康造成危害外,对植物、野生动物等生态系统同样造成影响和破坏。同时,大气污染物还会对全球大气环境产生影响,如温室效应、臭氧层破坏和酸雨等。二、海拉尔地区的气象背景海拉尔地区现有锅炉烟囱344根,其中热网覆盖区内采暖锅炉烟囱207根,非热网区内的采暖锅炉烟囱49根,专供热水锅炉烟囱56根,工业锅炉窑烟囱(排气筒)32根,闲置不用锅炉烟囱38根。海拉尔区年耗煤115万吨,其中工业用煤57万吨,采暖锅炉、洗浴锅炉、民用炉灶用煤58万吨。每年排放烟尘12000吨;粉尘28900吨;SO28000吨。工业锅炉及窑炉达标率为85%,采暖锅炉和洗浴锅炉烟尘达标率为60%;除水泥厂和电厂外,工业和采暖锅炉均无脱硫装置。海拉尔地处高纬度地区,夏季对流层可达10公里,到了冬季对流层厚度只有7公里左右,这样有限的大气环境容量,对于以原煤为主的能源结构的高寒地区来说,无疑是雪上加霜。由于海拉尔地处大兴安岭西麓,城区位于呼伦贝尔大草原的低谷地带海拉尔河和伊敏河的交汇处,城区位于三山环抱的撮子地形中央。这样的地形到了冬季,当冷空气袭来时,凝重的冷空气顺着周围的山地连绵下降到城区近地面处,而城市上空则由于冷空气的排斥吸收地面散发的热量,成为一个暖和的气温层。大气上面温度高而下面温度低,形成逆温形态。由于城市上面空气热而轻,下面的空气冷而重,所以空气上下对流不能发生,城市空气如凝滞一般。逆温层象一个巨大的看不见的罩子,把城区遮盖的严严实实,严重阻止了大气污染物的垂直稀释作用。加上海拉尔地区冬季静风率高,空气的水平流动差,更不利于大气污染物的水平扩散。这些不利的气象因素导致排到大气中的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物在大气中积累,浓度不断升高。在冬季,逆温一般从傍晚开始从地面逐渐生成,午夜强度达到最大,逆温不断增高,清晨达到最高,日出后逆温逐渐减弱或消失。在冬季十二月、一月份气温在零下30℃的情况下,有时近中午逆温才漫漫退去。由于不利的气象条件和大量的使用原煤为主的化石燃料,燃料结构单一。且这些工业及采暖锅炉、洗浴锅炉等烟囱林立、低矮众多,除尘效率低下,烟尘(粉尘)大部分超标排放,是造成海拉尔区煤烟型污染的主要原因。三、大气污染防治对策(一)各地区发展政策大气污染的综合防治,必须从协调本地经济发展和环境保护之间的关系出发,对各类污染源的种类、数量、时空分布等进行全面调查的基础上,结合本地地形、气象等实际情况,全面规划和合理布局工业园区、商业区、居住区、文教区及生态园区,逐步搬迁市区污染严重的工厂和农业用地,从而能够最大限度的减轻区域大气环境的影响。(二)热电利用、采用低低排放的方式治理煤烟型污染城市取暖、供热及居民生活需要消耗大量能源,同时也造成严重大气污染。分散于千家万户的炉灶和各单位的小型锅炉,低矮众多,烟囱林立,形成面源污染。这些小锅炉及炉灶分散众多,不仅造成能源浪费,又不便于治理。集中供热不仅可以提高热能利用率,而且便于安装高效除尘设备和采用高烟囱排放,是解决海拉尔地区煤烟型污染最行之有效的途径。截至到2004年底,海拉尔已实现集中供热面积357万m2,市区内现有的450万m2的分散采暖锅炉将分阶段拆除并接入集中供热。加上旧城区改造,到2008年,海拉尔集中供热面积将达到1000万m2,市区除工业锅炉烟囱外,基本见不到采暖锅炉烟囱。(三)高效除尘器系统对工业企业锅炉和窑炉实现全面达标,特别是对水泥、热电、制酒、乳品、造纸等企业以安装静电、文丘里水膜、多管等高效除尘器为主,同时对接网条件不具备的采暖锅炉应安装多管除尘器。对安装除尘设备的锅炉和窑炉,实行在线监测或加强监督监测,对达不到排放标准的锅炉和窑炉限期治理实现达标排放。(四)发展清洁能源,推动绿色低碳发展改善能源结构,推广使用清洁能源是解决北方城市煤烟型污染的重要措施之一。海拉尔从进入90年代起,随着大规模的城市改造,城市化进程不断加快,楼房不设燃煤炉灶,强制推广液化石油气,使海拉尔的能源结构稍稍的发生了变化。到目前,海拉尔液化石油汽使用率达到70%。为了进一步推广清洁能源,在集中供热的基础上,取缔燃煤洗浴锅炉,改用电锅炉。推广家用太阳能热水器或家用电热水器。充分利用本地区充足的电能、太阳能资源。(五)安装催化净化装置加强机动车尾气的监测和路检路查,对尾气排放不达标的机动车,强制安装催化净化装置,严禁不合格机动车(污染产品)在海拉尔地区销售,推广使用全自动供油系统机动车和三元催化装置治理尾气机动车。加强报废机动车的管理,不合格机动车严禁上路,严禁报废机动车上路行驶。(六)建设有利于大气so2气体的监测点绿色植物不但调节气候、涵养水源,同时还具有吸收CO2、SO2