淺談大氣污染因素及其防治對策

黃仕聰

（惠州大亞灣經濟技術開發區石化區環境監控中心 516081）

0 前言

我國近年來加大了環境保護的力度，以前所未有的力度推進美麗中國建設。大氣污染問題是當今環境保護工作中的重點問題，2013年9月國務院發布《大氣污染防治行動計劃》，2017年3月兩會提出堅決打好“藍天保衛戰”，2018年10月修訂后的《中華人民共和國大氣污染防治法》生效，以“全方位、一盤棋、科學施策、構建現代化治理體系”的戰略聚焦大氣污染防治。讓我們共同聚焦大氣主要污染因素及其對應的治理技術，共同推進大氣污染防治攻堅戰，保障人居環境。

1 大氣主要污染物

AQI是日常發布空氣質量的一個指標（空氣質量指數：Air Quality Index,縮寫為AQI），參與評價的污染物為PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3、CO，手機自帶的天氣APP可隨時查閱相關數據。本文所探討大氣主要污染物圍繞參與評價AQI的污染因子展開。

1.1 PM10

PM10，指空氣動力學當量直徑≤10微米的顆粒物，稱為可吸入顆粒物，別名“飄塵”，在環境空氣中長期飄浮的懸浮微粒。該污染物主要來源于未硬底化路面的揚塵、物料切割粉粹打磨產生的懸浮微粒、施工工地的揚塵以及各種工業過程的排放等。可吸入顆粒物，能降低大氣能見度，還可吸入人體呼吸道，粒徑越小，吸入越深，進而引發呼吸道疾病。

1.2 PM2.5

PM2.5，指環境空氣中空氣動力學當量直徑≤2.5微米的顆粒物，稱為細顆粒物，為可入肺顆粒。該污染物主要來源于燃料的燃燒，比如：火電行業、石油化工行業的生產活動，機動車尾氣的排放等。細顆粒物粒徑小，可吸附有機污染物、重金屬等，且在大氣中停留時間長、易遠距離輸送，可進入肺泡傷害器官，可影響云層形狀及降雨。2013年10月，世界衛生組織首次認定PM2.5致癌。

1.3 SO2

二氧化硫（SO2）為無色透明氣體，有刺激性臭味。根據生態環境部發布的《第二次全國污染源普查公報》數據，工業源污染約占二氧化硫排放量的76%，工業源中非金屬礦物制品業、黑色金屬冶煉和壓延加工業及電力、熱力生產和供應業3個行業合計占工業源二氧化硫排放量的 66.75%。在大氣中，該污染物會氧化成硫酸霧，導致環境酸化，產生酸性降雨，腐蝕森林樹木及基建設施設備等。SO2屬世界衛生組織國際癌癥研究機構公布的3類致癌物之一。

1.4 NOx

氮氧化物（NOx）指由氮、氧兩種元素組成的化合物，空氣污染物中的氮氧化物常指NO和NO2。根據生態環境部發布的《第二次全國污染源普查公報》數據，工業源污染約占NOx排放總量的36%，機動車污染約占33%，非道路移動污染源約占26%。在工業源污染中，非金屬礦物制品業、黑色金屬冶煉和壓延加工業及電力、熱力生產和供應業3個行業合計占工業源NOx排放量的75.34%。NOx對環境的損害很大，可形成酸雨，也是形成大氣中光化學煙霧的重要物質，還可與臭氧發生反應，消耗臭氧層。

1.5 O3

臭氧主要存在于臭氧層，可吸收對人體有害的短波紫外線，可以說是地球的“保護傘”。臭氧對眼鼻喉有刺激，甚至影響心臟及呼吸器官，因此，近地面空氣中的臭氧為環境空氣質量監測的污染指標之一。空氣中的VOCs和氮氧化物等氣體會發生化學反應，產生臭氧。近地面的臭氧污染程度，與VOCs、氮氧化物的排放量相關，亦是近年來臭氧濃度在多個地區呈上升趨勢的原因，且目前仍未進入下降通道。

1.6 CO

一氧化碳是一種對神經系統毒性很強的污染物得到關注，常見于煤氣泄漏、礦井及不完全燃燒中產生。

1.7 溫室氣體

溫室氣體，可吸收地面反射的太陽輻射并重新發射輻射，從而使地球升溫，常談的溫室氣體最主要的是二氧化碳。因二氧化碳無毒害的特性，在污染治理方面生成二氧化碳和水的，被定義為無污染。隨著近幾年對南北極升溫現象的關注及危害的認識，二氧化碳正在被認為是對全球大氣環境有危害的溫室氣體，進而呼吁控制碳排放，減少碳排放。

2 大氣污染防治策略

2.1 大氣污染防治的基本思路。

大氣污染控制的基本思路為源頭控制、過程控制、末端治理。

2.1.1 源頭控制是污染控制的首選途徑。比如：鍋爐煤改氣、采用低硫燃料以減少二氧化硫的產生；采用低氮燃燒器以減少氮氧化物的生成；開展清潔生產，注重物料回收利用，采用水性涂料及低有機溶劑等，以減少VOCs的產生；開展集中供熱，化零為整，將污染源集中控制，實現更高效的治理；推廣新能源汽車、純電動公交車，減少移動的污染源。

2.1.2 過程控制是關鍵節點。過程控制為，重視污染物產生與排放的所有節點，科學施策，優化生產設備，減少無組織排放，實現末端集中治理。

2.1.3 末端治理技術是核心，末端治理依賴于優良的治理技術、可控的運行成本。針對不同行業、不同污染因子，目前已有相對成熟的技術。

2.2 大氣污染末端治理技術

2.2.1 顆粒物

常見的煙塵治理方法有靜電除塵法、過濾式除塵法、單筒旋風除塵法等。

2.2.2 二氧化硫

煙氣脫硫技術根據最終反應產物的形態，大致分為干法、半干法和濕法。干法脫硫有電子束法、脈沖電暈法、活性炭吸附、催化氧化或還原法等，半干法脫硫有循環流化床、煙道噴射半干法等，濕法煙氣脫硫技術有石灰石-石膏法、雙堿法、氧化鎂法及氨法等。

2.2.3 氮氧化物

氮氧化物末端治理技術目前國內應用較多的有活性炭吸附、堿液吸收、選擇性催化還原法（SCR）和選擇性非催化還原法（SNCR）等。SCR指在催化劑的作用下，利用還原劑（如氨水、液氨、尿素）有選擇性”與煙氣中的NOx反應生成N2和H2O，從而實現無污染排放。SNCR 方法主要是將含氮的還原劑（如氨水、液氨、尿素）噴入到溫度為850～1100℃的煙氣中，使其發生還原反應，脫除NOx，生成N2和H2O。SNCR對溫度窗口要求高，且與煙氣中的氧發生反應，放熱量大，但其系統結構簡單，投資小，適于老工業項目脫銷改造。SCR治理技術NH3優先與NOx反應，不與煙氣中的氧反應，可在較低溫度發生反應，去除效率高，但其投資及運行費用都較高。NOx中NO含量高時，采用堿液吸收法去除效率低。

2.2.4 VOCs

減少VOCs排放的關鍵點有三，一是選用低VOCs濃度物料；二是石油化工、涂料制造、噴涂及印刷包裝等生產過程高VOCs排放或使用過程高VOCs排放的行業，各生產裝置VOCs泄漏點檢索是關鍵，擴散的VOCs成功捕集是關鍵；三是對收集的VOCs進行末端治理實現達標排放、減排。工業VOCs末端治理技術可以按回收和去除分為兩大類，冷凝、吸收、吸附脫附等對VOCs回收利用或轉移處置，燃燒法（直接燃燒法、蓄熱燃燒、催化燃燒和蓄熱催化燃燒）、光催化氧化法、生物法、等離子技術等對末端尾氣進行治理后達標排放[1]。不同治理技術需要根據VOCs組分、濃度高低、不同行業特點進行選取。比如濃度高、排放穩定、成分復雜或RCO等方法難以治理的惡臭物質的，RTO可實現高效的治理，但存在增加氮氧化物二次污染物排放的缺點。

3 大氣污染防治攻堅點

3.1 環境負向影響因素

大氣污染物的排放需要通過不同的治理技術實現達標排放，但對環境空氣質量的影響還受其他負向因素影響。

3.1.1 氣象影響

2020年春節期間京津冀及周邊地區多次出現重污染天氣過程，疊加新冠肺炎疫情防控的原因，停工停產及機動車排放減少，為何還出現了重污染天氣？首先秋冬供暖帶來的大氣污染物依然存在且不小，工業和供暖的排放量無大量減排，疊加極端不利氣象條件，擴散受到影響而產生重污染天氣。氣象條件已經影響大氣中污染物的擴散，極端不利的擴散條件、變化的氣候使得大氣污染治理面臨更多挑戰。

3.1.2 地理地形

良好的地形條件可為污染物遷移提供屏障，比如山脈阻隔，海陸溫度差異，北半球夏季主東南風、冬天主西北風，東部沿海的一些工業區具備更好的污染物擴散條件，尤其自帶山脈阻隔天然屏障的區域，減少污染物往西邊及居民區擴散。2013-2017年珠三角城市空氣質量監測站數據顯示，珠三角中部城市臭氧超標天數較多,沿海城市超標天數較少[2]，正是大氣污染擴散與氣象條件、地理地形條件相關的體現。再者，城市熱島效應對污染物擴散也有影響、全球氣候變暖亦是。

3.2 環境管理及污染防治攻堅戰啟示

3.2.1 摸清底數

一是了解大氣主要污染物的種類，二是監測不同污染物的排放情況，三是掌握主要污染物的產生，四是實現對口高效的防治。開展第二次全國污染源普查，掌握各類污染源的數量、行業和地區分布情況，了解主要污染物產生、排放和處理情況，建立健全重點污染源檔案、污染源信息數據庫等，對于國家加快生態文明建設具有重要意義。

3.2.2 匹配優良治理技術

不同污染物不同治理技術，同一技術可能對多種污染物均具有去除效果，某一治理技術實現了對A污染物的治理但可能衍生B類污染物，因此，優良的治理不能僅僅是追求對某個因子的高去除效率，必須均衡場地建設、建設投資費用、運行維護成本、是否產生二次污染，不同污染因子的排放量控制需實現一個區域平衡的控制目標。近幾年來企業在治理VOCs時熱捧RTO治理技術，提供設備及技術服務的公司聚焦于VOCs的治理成效，在推廣過程忽視了對增加氮氧化物及碳排放的評估，個別工業企業迫于VOCs異味排放的困擾，對RTO治理技術有著“迷信”的無奈。

3.2.3 良好的環境管理水平

一是要摸清“本家”底數，二是成立專業的環保團隊，三是建立環境管理制度，實現“每家持有私人定制賬本”。如上三步驟適用于環境管理部門，適用于環保公司，更適用于各工業企業。工業企業的生產必然追求經營效益、利潤最大化，為減持運營成本，對環境管理工作多數委托第三方環保公司負責，缺乏個性化評估、缺乏跟蹤了解，甚至于出現完成排污許可證申領后卻對其內容無任何了解，第三方檢測公司完成監測后排放超標仍不自知的情況。即便是聘請了專門人員跟進環保工作的，但不少屬于非環保專業人員且人員流動性大，離建立公司環境管理一本賬的目標還很遠。2020年4月“深圳灣環評報告抄襲”事件震驚爾等，也側面反映了環評編制單位對業主單位委托事項缺乏針對性環境影響評價的普遍現象。為充分落實企業治污的主體責任，依法規范企事業單位的排污行為，加強生態環境部門的環境監管力度，國家實行排污許可制度。

3.2.4 社會責任感及完善相關法規標準

如上圍繞如何治污及存在的一些不足展開論述，污染防治還需要兩個抓手：一是加大環保宣傳力度，提升環境保護社會責任感，讓被動變主動，此為“無影手”。二是進一步完善環境保護相關法規及標準，加強指導作用，有法可依，此為“剪刀手”。

4 結語

綜上所述，由于自然界以及人為源等途徑產生的一些大氣主要污染，以及受氣象因素等的影響，需要對污染物進行治理。先進的治理技術、制度化體系化的環境管理水平，多管齊下，打贏大氣污染防治攻堅戰，守衛藍天。