生物法在大氣污染治理中的應用

保定市生態環境局蠡縣分局 陳景濤

大氣污染本身就具有較強的復雜性，在大氣污染治理過程中需要進行多角度的分析，摸清污染源頭，這樣才能夠根據污染源的特點采取更具針對性的治理措施，推動大氣污染治理工作高效率、高質量進行，遏制大氣污染，進而改善生態環境質量，提高人民群眾的幸福指數[1]。

一、大氣污染特點

隨著大氣污染的增加，其對社會環境和經濟發展都會產生較大的危害。目前，我國的大氣污染的主要特征表現為以下三點。①總懸浮顆粒物（TSP）在污染指標中的總量最高，這使得空氣質量受到較大的影響；②中國每年使用大量的煤炭等燃料，這類燃料燃燒會導致較為嚴重的大氣污染；③我國機動車保有量由2014年的2.64億輛增長到2020年的3.72億輛，隨著機動車數量的增長，在大氣中，汽車尾氣排放對大氣污染產生了較大的影響，這也是不容忽視的[2]。

二、大氣污染治理形勢

在能源結構方面，其燃油、煤炭一直是城市發展中應用的主要能源，但在能源使用方面，清潔能源使用的情況依舊較少。在現實中，由于人們過于依賴煤炭等資源，導致其在使用過程中，排放了大量的二氧化碳、二氧化硫、煙粉塵等污染物，這對大氣環境造成了嚴重的污染。而相關部門在對常規污染物控制方面，通過加大治理力度也已取得了一定的治理效果，使城市污染物指標出現了下降的趨勢。在產業結構方面，主要是以工業生產為主，如鋼鐵、水泥、陶瓷等產業。近幾年，工業發展迅速，對我國的經濟水平起到了促進作用，但同時也是造成大氣污染的重要因素之一，導致大氣污染治理形勢日益嚴峻。

由于工業生產具有涉及范圍廣、原材料種類豐富等特點，所以，在部分工業生產地區出現了多元污染物交叉的現象，且隨著時間的推移呈現出不同的物理變化和化學變化，導致更多新的污染物呈上升趨勢。

在社會生活方面，隨著人們生活水平的提高，汽車逐漸成為出行必備的交通工具，在汽車尾氣的排放過程中，包含了一氧化碳、氮氧化物、碳氫化合物等污染物質，隨著在大氣中的含量不斷增加，進一步加大了對大氣環境的污染。

三、城市大氣污染的危害

（一）危害人體健康

城市大氣污染物持續時間較長，污染物的來源、種類、濃度和危害性存在差異，加上被污染城市的地理條件和氣候環境有所不同，城市大氣污染會對人體健康造成不同程度的危害，如引發各種呼吸道疾病、慢性中毒、癌變等。此外，大氣污染還包括生物性污染和放射性污染，也會引發人體疾病和各種過敏反應。

（二）缺乏完善的治理機制

首先，在工業發展方面，新的污染物逐漸增多，但在進行治理時仍然采用傳統的治理方法，這已滿足當前的治理需求，影響了大氣污染的治理效果。其次，隨著汽車數量的逐漸增多，但對于汽車尾氣的管理工作并未落到實處，主要體現在管理方法和管理模式過于形式化，無法保證管理工作的質量。最后，政府有關部門雖然對大氣污染問題較為重視，但在工作執行過程中仍存在不足，導致監督和治理工作流于表面，致使環保監測工作無法有效落實，同時也進一步阻礙了治理工作的順利開展。

（三）能源消費結構不合理

在經濟快速發展的背景下，部分企業為提高自身的競爭力，實現最大化效益，沒有重視生產設備造成的環境污染問題，更沒有做到污染物達標排放，因此加大了對大氣的污染程度。同時，在能源利用方面，煤炭等不可再生資源依舊被廣泛使用，同樣對大氣環境造成了嚴重的影響。目前，國家在提倡節能減排方面，倡導區域集中供熱項目、燃氣鍋爐綜合整治以及低氮改造，以上項目已逐漸落實，在一定程度上減少了大氣污染，但在開發風力、水力等清潔能源方面還存在欠缺，導致對清潔能源的利用率較低。

（四）林業資源過度開發造成的土地沙化

若是對林業資源存在過度開發，則有可能會對當地經濟的正常、持續發展造成影響。因為林業開發過度的情況下就會出現土地沙化問題，從而形成一系列的惡性循環，比如導致當地的氣候、環境都發生惡化，同時植被的減少，會使得對風的抵御能力下降，而在風力作用下，會讓已經沙化的土地產生大量灰塵，讓大氣環境惡化，也會使得當地居民的生活環境變得惡劣，容易引起人才流失現象，還會讓投資人降低對此地區的發展期望，使得當地經濟發展受到限制。若是以犧牲環境為代價來發展經濟，所帶來的經濟增長也只會是短期的，因此必須要注重對環境的保護。

四、生物法凈化廢氣的基本原理

生物法，就是采用活性的微生物，將廢氣中的有毒物質及有機組分進行分解。然后，在進行氧化分解的過程中，可以使有毒物質分解為無毒無害的物質。根據生物學知識可知，微生物凈化廢氣的過程中，需要注意三個方面。第一是要使廢氣中的有毒物質可溶于水。第二是提高污染物的濃度，將污染物進行擴散，從而使污染物到達生物膜上，使生物凈化效率更高。第三是加強微生物新陳代謝方式的實施。生物法凈化的效率提高，主要與污染物的兩個過程有緊密的聯系，一個是污染物的性質；另一個是降解的過程。這兩個過程對于廢氣中污染物的降低非常有幫助。比如，在空氣中，比較多的是甲苯污染物，其水溶性較強，也是微生物碳的來源之一。通過微生物可以對其進行吸收，并氧化分解為無機物等。

五、生物法凈化廢氣的處理工藝

（一）生物滴濾法

生物滴濾法就是生物過濾與吸收的集合處理。對于廢氣，一般是將其置于反應容器中進行處理。因而在廢氣的處理中，不僅包括污染物的降解過程，也包括污染物的吸收過程。生物滴濾法處理工藝需要一個特殊的填料作為基礎，其材質有多種選擇，比如陶瓷和小碎石就是不錯的選擇。這樣處理的目的是為了使微生物的生長環境更好。還需要進行的工序有：對填料表面進行營養化處理、通過替換回流液，從而去除微生物新陳代謝產物。

（二）生物過濾法

生物過濾法在生物法凈化處理工藝中使用年限最長，這些工藝可以對硫化氫等臭味氣體進行處理。在科學技術不斷改進與創新的過程中，生物過濾法所適應的范圍越來越大。目前，在揮發性廢氣的微生物處理中應用較多。通過對該項技術的應用，能夠使廢氣中的有機氣體揮發。另外，該技術對于生物過濾裝置吸附性要求較高，需要使用活性炭等吸附性物質。在這個裝置中，其中的濾料可以附生微生物，通過微生物的吸收轉換，使揮發性廢氣被氧化分解為H2O和CO2等無機物。

（三）電暈法

電暈法逐漸應用至廢氣的處理中，在廢氣處理中，電暈法對于揮發性有機氣體的處理效果較好。電暈法對廢氣處理的原理是在高電壓的反應中，使用高壓脈沖放電，得到OH、O等活性基。通過活性基，可以使有機氣體進行氧化和分解，最終得到無毒無害物質。

六、治理大氣污染問題的主要措施

（一）使用周全思想執行大氣質量監測工作

大氣污染的成因是較為復雜的，很多有害物質都會對大氣質量產生不良影響，由于地域間和行業間存在差異性，對污染源頭更加難以調查清晰，因此，工作人員在對大氣質量進行監測的時候需要進行多角度的思考，切實結合地區和行業的實際情況制定更加科學的監測計劃，并且針對實際情況對重點污染物的監測數據信息加以統計和系統分析。一方面，按照地域差異，華東地區有二氧化硫、氮氧化物、煙粉塵；華北地區有二氧化硫和煙粉塵；華中地區有氮氧化物，這些作為本地區的主要污染物，應重點監測，對監測數據進行系統的統計和分析，摸清地區和季節排放規律，以便制定更具針對性和更有效的大氣污染治理措施。而在秋冬重污染天氣期間，各區域應對臭氧和PM2.5的排放量進行重點監測，結合氣候、天氣等因素制定重污染天氣應對方案，提高秋冬空氣質量。此外，按照行業差異，對不同的行業制定不同的監測方案?；て髽I污染成分最為復雜，應根據本行業原料、工藝等特點找出主要污染物重點監測，同時化工行業異味往往最為明顯，臭氣濃度也成為重要的監測項目；對于使用燃煤鍋爐窯爐的行業，在督促其進行鍋爐超低排放改造的同時，要重點監測煙氣中的氮氧化物、二氧化硫、顆粒物濃度；鋼鐵、建材等行業粉塵、揚塵污染最重，要做好這方面的監測；近年來，我國對揮發性有機物廢氣（VOCs）的治理力度不斷加大，對于涉VOCs的行業，如印刷、塑料、板材等，要重點監測其VOCs排放量；另外，加油站廢氣污染也越來越受到相關部門的重視，應督促加油站安裝油氣回收裝置，并對密閉性、液阻、氣液比、油氣排放濃度等項目加以監測。通過對不同行業、不同區域的針對性監測，不僅可以摸清污染特點和污染程度，也可以通過對監測數據的分析補充區域性和行業性大氣污染排放標準，從而倒逼企業加大大氣污染治理力度，實現達標合法排污。

（二）優化產業結構調整

工業污染作為造成大氣污染的首要因素，一些工廠排放尾氣時沒有經過處理，對大氣造成極大的危害。為了改變這種現狀，要優化產業結構，逐步完善大氣污染物排放許可制度，加大監督管理，確保企業執行相關的制度和規范，以減少大氣污染。雖然工業在國民經濟發展中占據重要地位，但是生態文明建設也不容忽視，應兼顧兩種發展模式。通過優化產業結構，加大技術創新，提高產業技術水平，從而有效降低工業化進程的污染物產生量。在不影響工業發展的情況下，應結合區域發展情況，推動管理系統、經濟系統和環境系統的循環發展，優化產業分配，提升區域產業的適應能力和發展能力。

（三）轉變健康綠色發展理念

在可持續發展的導向下，必須對傳統觀念進行革新，轉變健康綠色發展理念，實現人與自然和諧發展，以此保證大氣污染治理效果。一方面，地方政府要重視綠色發展，制定“綠色”采購制度，確保在生產過程中所使用的原材料屬于無害、綠色的產品，保證排放物的指標符合環保需求。同時，政府要加大對企業單位的財政補貼，確保其可以及時對生產設備和設施進行更換，以此減少污染物的排放，提高環境質量。另一方面，政府要重視財政支出中環境治理的預算工作，要建立專有的管理部門，實現管理資金專款專用，為健康綠色環境治理工作提供保障。

（四）完善重污染天氣預警應急機制

對于國內目前的大氣污染現象，在開展相應的治理工作時，應當創建重污染天氣預警應急機制，通過此機制來實時監督預測天氣變化，及時向公眾公布重污染天氣狀況的分析結果與警示信息。當前，全國許多城市都已經完成了對此機制的創建，不過還有部分地區對于此機制的建設工作面臨著一些問題，每個地區都應當根據自身時下的發展狀況來開展機制建設工作，全面掌握區域的大氣污染變化狀況，對預警應急機制之中的有關內容加以優化，從而保證此機制的實施效果，讓其作用得以充分發揮，經過對此機制的嚴格實行，能為公司制定錯峰生產等管理控制計劃提供指導，也能使有關大氣污染防治工作的實施更加有據可依。

（五）嚴格控制尾氣排放

對于大部分國家來說，汽車的尾氣排放或許并不會對環境造成大的污染，但是我國人口眾多，交通運輸行業發達，汽車尾氣排放造成的大氣污染不容忽視。在國民經濟不斷增長過程中，人們的生活水平穩步提升，汽車保有量逐年增加，汽車尾氣排放控制愈發緊迫。因此，要做好汽車尾氣排放監測控制，利用先進的監測設備和技術，加大對不符合標準車輛的懲處力度。不僅如此，要推動汽車清潔能源的發展，如電力、天然氣和液化石油氣等，從當前發展趨勢來看，清潔能源在汽車中的使用比例不斷增加，緩解了我國大氣污染問題。

（六）VOC廢氣治理

將低溫等離子體技術運用于VOC廢氣的治理工作中具有較多優勢，只需在常溫常壓的環境下便能實現對廢氣的有效處理。此技術的原理為：可以獲取活性高能量的小粒子，然后利用高壓脈沖放電的措施來加以獲取，而獲得的物質能夠和VOC廢氣發生一定的反應，以此讓VOC廢氣中的有害物質轉變成無害或是有害程度更低的物質，比如CO2或SO2等。目前，此技術在低濃度的VOC廢氣處理領域獲得了大面積的普及應用。而在應用熱力焚燒技術來處理VOC廢氣時，要求對廢氣實行加熱處理，加熱的溫度不得低于700℃，以此來將有機物質予以分解，使之轉變成水或是CO2，而且對VOC廢氣的凈化率能夠高達90%以上。不過，熱力焚燒技術雖然處理效果十分理想，但是需要投入的成本很高，因此一般只在危害程度非常大的VOC廢氣處理中應用此技術。

（七）以信息反饋為基礎，總結大氣治理防治效果

通過分析和總結大氣治理防治效果，可以對以往的大氣治理政策和相關管控措施的質量進行分析，從而將這種經驗應用到后續的大氣治理過程中，相應的大氣治理效果也可進一步得到優化和改善。從信息反饋的角度分析，管理部門在收集此類反饋信息時，應注意合理選擇反饋信息的收集渠道。一方面，管理部門可在區域內選擇代表性的企業單位，發放與大氣治理效果相關的調查問卷，并要求企業相關工作人員應從自身工作的角度衡量此類大氣治理行為管理的有效性，進而可對管理過程中存在的問題進行細化分析，力求改正和優化。在分析企業管理人員或者工作人員提交的問卷結果時，管理部門也應注重對結果篩選，排查出不合理的問卷報告，以免對反饋結果產生印象；另一方面，管理部門可在區域內通過隨機方法調查文件，收集普通居民的反饋意見，進而從生活行為影響的角度分析大氣防治政策的相關意見和合理性，這樣不僅可優化大氣防治行為管理細節，還可有效征求人們的意見和建議，從而提高大氣防治效果的持續性。

七、結語

綜上所述，隨著我國各個領域的飛速發展，很多新的污染物也被排放到大氣環境中，我國的大氣污染治理工作不斷面臨新的難題。所以，相關工作人員和城市管理者應該積極創新思維方式及時改變原本的工作模式，根據每個地區、每個行業的實際情況采取最為適合的大氣治理措施，結合城市發展規劃制定配套的污染治理方案，讓大氣污染治理工作在全新的工作模式和框架下獲得更好的成效，從而不斷提高環境質量[4-5]。