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霾从何处来 标签:

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  “霾”是能见度变差的一种天气现象,具体指大气湿度不是太大的情况下能见度低于10公里。而能见度受两个因素影响,一个是大气的湿度,另一个是颗粒物浓度,特别是直径小于2.5微米的细颗粒物(即PM2.5)的浓度。由此,雾霾一词就成了PM2.5浓度的直接反映。最近两三年明显感觉雾霾问题越来越严重,其跳跃式的演进方式甚至已经超越了循序渐进的经济增长曲线。难道污染也有加速度吗?

  “APEC蓝”试验

  11月15日,北京启动供暖的第一天,这个城市告别了被人们津津乐道的“APEC蓝”,AQI(空气质量指数)破百。灰蒙蒙的天空又回来了,供热公司一排排烟囱冒出滚滚白烟,温暖和洁净,对这个北方城市来说,似乎是一对难以调和的矛盾。促使雾霾天“回归”的,不仅仅是供热公司。由于这一天是周六,尾号不限行,加之APEC期间单双号限行的措施也已结束,被压抑的出行需求一下子暴涨,又要调休上班,全城的500多万辆机动车几乎全部出动了。下午17点刚过,北四环路上已经堵得水泄不通,短短10公里的路走了一个半小时。已经有研究表明,越是堵车时,汽油不完全燃烧造成的尾气排放污染物浓度越高。与此同时,经过两天的修整,北京及周边五省APEC期间停产、限产的1万多家企业和4万多个工地也陆续复工。位于北京北五环外立水桥地区的中国环境科学研究院(以下简称环科院)门口又热闹了起来,每逢下班晚高峰,这里都会聚集20多个移动的小吃摊,其中以煎饼摊和烧烤摊最多。APEC期间,24小时不间断巡查的城管逼得他们暂时消失了,现在又恢复了烟雾缭绕、热气腾腾。所有这些,都会为雾霾的回归“助一臂之力”。在环科院大气环境研究所所长孟凡看来,此次APEC期间所采取的减排措施中,机动车和燃煤排放固然关键,但社会面的控制也起了非常大的作用,“因为那些生活排放看似微不足道,但处处存在,且很难定量统计”。他的一位同事放假期间去郊区旅游,本想吃一顿农家饭,结果被告知农家乐也不许用柴烧火了。

  10月16日,雾霾笼罩下的北京街头,戴口罩出行的人明显增多,此次APEC期间的治霾措施,规格与严厉程度前所未有。由中央常委级领导亲自布置,北京市与环保部配合,联合周边五省市,早在一年前就开始编制保障方案。中国环科院副院长柴发合也是APEC空气质量保障专家组成员之一,每天都要参加由北京市牵头的协商会商,分析现有的减排措施与效果,预测未来几天的空气形势。会议期间,柴发合忙得连接听电话都是匆匆挂断,一直到保障结束的11月13日,他才抽出午休的一点时间来接受我们的采访。

  柴发合向本刊记者回忆,APEC保障期间,最令人紧张的就是11月8日、9日那两天。早在11月4日,专家组会商认为,自11月8日开始,北京和整个华北地区出现静稳天气的概率很大,空气流动变慢,极容易形成雾霾。再加上高空偏南风影响,河北一带的云团会加速向北京方向移动,极易造成北京中度或重度污染。为此,相关省份又启动了更高一级的减排措施。河北省政府7日发布紧急通知,要求全省所有电力企业实施50%限产;所有钢铁、焦化、水泥、玻璃等行业全部暂时停产;所有工业企业涉VOC(挥发性有机物)排放工序在保证生产安全情况下进行停产。天津市除提前关停计划内的6套机组外,额外关停1套30万千瓦机组,在运的18套机组全面加大喷氨量和燃用低硫煤,其中9套机组实现超低排放;21家VOC排放重点企业关停或加强治理。

  为了应对这次范围最广、力度最大的保障任务,环保部向华北六省区派出了16个督查组,采用夜间突击检查、晨间突查等方式,深入一线现场办公。这其中,环绕北京的河北省压力最大。河北省环保厅将全省分为6个片区,每个片区涵盖2个地级市,由一名环保厅副厅长带队不定期到所管辖片区暗查、巡查。另外,以北京周边100公里为范围,划出20个重点县、9个重点市,派出20个督查组、9个巡查组进驻督查。

  一家媒体记录下了跟随督查组检查的所见所闻——11月4日早8点,凌晨4时刚突查过保定市区造纸厂的第七督查组,简单吃过早餐后,又驱车前往保定下属的涞源县。刚进入县城后短短一公里内,组长武绍贵就连续喊了4次停,正在施工的燃气工程工地、豆腐小作坊冒烟的小锅炉、住房建筑工地、冒白烟的加油站都没逃过督查。从燃气工程工地离开,刚上车没多久,武绍贵着急喊了三声“停”,随后督查人员找到了一根冒白烟的细小烟囱,劝停正烧煤冒烟的豆腐小作坊。重拳之下,各地也开始各出奇招。天津市把全市范围划分为2.4万个网格,设立了四级网格员,他们头戴小红帽,手持望远镜,站在高速路边上观察两测有无农民烧秸秆。

  即便如此,面对11月8日可能出现的雾霾天,环保部门还是大意不得。他们调整策略,要求自11月5日起各地的督查工作,重点督查高架源和VOC排放企业的管控。环保部副部长翟青还约谈了大唐、国电、中电投、神华等电力集团公司的负责人,要求他们降低落后机组发电负荷、加强环保设施运维管理、增进优质煤炭使用等多项措施,削减污染物排放。

  好在,那几天,北京并没有出现柴发合担心的雾霾,只是空气能见度略有下降,因为城市及周边地区减排给力,仍保证了二级良的空气质量。“这次APEC会议的保障措施再次表明,减排是个硬道理。”柴发合告诉本刊记者,“习主席说是人努力、天帮忙,但靠天是靠不住的,主要还得靠人努力。某种程度上,这次联防联控也算是给区域协同治理机制做了一次试验和演练。”

  柴发合解释,“霾”这个词在气象学上早就有了,它是能见度变差的一种天气现象,具体指大气湿度不是太大的情况下能见度低于10公里。而能见度受两个因素影响,一个是大气的湿度,另一个就是颗粒物浓度,特别是直径小于2.5微米的细颗粒物(即PM2.5)的浓度。由此,雾霾一词就成了PM2.5浓度的直接反映。“天气因素很难控制,比如大气湿度和空气流动速度,人很难去影响,那要降低PM2.5,最有效的方法就是减排。”

  APEC峰会结束的第二天,北京环保局发布了对保障效果的初步评估,显示会议期间京津冀及周边地区PM2.5平均浓度同比下降30%左右,其中,北京市的二氧化硫、氮氧化物、PM10、PM2.5、挥发性有机物“减排比例”分别达到54%、41%、68%、63%和35%左右。北京市环保局副局长方力介绍说,如此大幅度的减排得益于四项措施——工地停工,使扬尘排放总量下降70%~80%;机动车单双号限行,车速从22公里/小时上升至35~50公里/小时,使氮氧化物、挥发性有机物和颗粒物减排都在40%~50%;工厂停产,使VOC排放消减了37%;京津冀周边地区的联动减排,也贡献了20%~30%的减排量。

  从“呛鼻子”到“眯眼睛”

  今年59岁的柴发合额头宽厚,说起话来还带有明显的陕西口音,1982年进入环科院以来,他见证了中国大气污染的30年变迁。最近两年,他的日程开始被各种会议、项目、参观接待等挤得满满的,我采访他的那天下午,刚刚结束APEC保障工作的他又要忙着布置场地、设计路线,以迎接两天后来此视察的中韩两国环保部的领导。随着最近几年PM2.5污染日益严重,越来越多的外国科研机构都在积极争取来华合作,中国成了全球大气污染学者争抢的试验场。

  柴发合向我们回忆,科研人员对大气污染的研究,早在上世纪80年代初就开始了,不过,当时以煤烟污染为主,主要研究以太原为中心的山西能源地区、以沈阳为中心的东北重工业地区大气污染成因和他们的环境容量,到底一个城市能容纳多少污染排放,通过什么样的消减措施才能把大气中的污染物消解掉。此外,兰州也是重点研究对象,除了有重化工业,狭长的地形也使得兰州的大气污染物更难扩散,加上光照强,兰州的臭氧一度成为重点污染问题。

  那时候,主要污染物主要是“老三样”——总悬浮颗粒物(TSP)、二氧化硫、氮氧化物。其中,二氧化硫主要是燃煤造成。“当时那种污染是呛鼻子的污染,现在是眯眼睛的污染。”柴发合评价,“从污染程度来说,那时候比现在还重。能感觉到煤渣子在你头发里夹着,在你脸上扬着,衬衫两天不洗都很脏,大颗粒物多。但是现在污染形态发生了变化,由煤烟型变成了复合型污染。”

  到上世纪90年代,中国环保科研人员又开始把精力转向了酸雨研究。尤其是华南和西南地区,大量的高硫煤燃烧,加之土壤呈酸性,极容易转化为酸雨,导致农作物减产、森林被腐蚀,甚至桥梁、楼房等都受到严重腐蚀。但是,无论“呛鼻子”污染,还是酸雨问题,其罪魁祸首,主要都是燃煤造成的二氧化硫排放。到2005年,中国的二氧化硫排放到达顶峰,环保部门公布的数据显示,当年排放总量高达2549万吨,居世界第一,造成的经济损失高达5000亿元人民币。到第二年,随着“十一五”计划中“节能减排”的展开,二氧化硫的排放量虽有小幅增加,但上升幅度已经大幅回落。2007年,二氧化硫排放量首次出现下降。

  2000年左右,颗粒物问题开始浮出水面,主要背景是北京的沙尘暴问题。复旦大学大气化学研究中心主任庄国顺教授是较早开展这一领域研究的专家。早在上世纪80年代,正在美国读博士的庄国顺跟随他的导师,在太平洋一个小岛上以及夏威夷地区都发现了来自中国新疆塔克拉玛干沙漠和蒙古戈壁上的细微颗粒物。论文发表后,引起学界轰动,根据他们的研究,一粒只有头发丝几十分之一大小的颗粒物,从中国新疆起飞,飘荡到美国西海岸只需要7~10天时间,而到上海和北京,则不过一两天。

  2 000年春天,一场被当时媒体称为“有史以来最大”的沙尘暴席卷京城,总颗粒物的浓度达到了每立方米1万微克以上,他发现当时鲜有人知的PM2.5已经占到了沙尘暴尘粒总量的20%以上。2004年,庄国顺决定回到上海。“当时上海在忙着治理苏州河,一般认为空气质量会比北京好,但我们的数据显示,当时两地PM2.5都在40~70微克/立方米,算很严重了。”

  与此同时,柴发合也开始注意到PM2.5问题。“当时,我们看到传统污染物二氧化硫在下降,但和机动车有关的氮氧化物在上升,我们没有控制的VOC也就在急剧上升,这时候我们已经意识到中国的污染在转型,并且可能会面临着PM2.5和臭氧为代表的复合型污染。”柴发合回忆说。2000年,科技部联合环科院、北大、清华等单位一起开展“北京市大气污染控制对策研究”成为国家支持的第一个针对复合型污染的研究项目。研究人员在北京市设了6个采集点,进行了两个季节的采样,除了传统的大颗粒物,还特别针对PM2.5进行了排放浓度、基本化学组成的检测。

  后来,两场环保战役促使官方对大气颗粒物污染更加重视起来。一个是首钢搬迁,当时,全北京污染最严重的地方在石景山区,柴发合的研究团队测算,当时全北京每年8万吨的颗粒物排放中,首钢就贡献了其中的四分之一。在一片质疑声中,柴发合是坚定的“主战派”,坚决支持搬迁。首钢搬迁启动之后,紧接着,奥运会就来了。回忆起来,奥运会的时候,PM2.5问题尚未进入民间视野,也没有进入奥运空气质量的考核标准,但柴发合调阅出来的检测数据显示,奥运会开幕的第一天8月8日,PM2.5的浓度已经接近100,此后开始逐渐下降到50左右,“也是机动车限行的功劳”。

  从二氧化硫到颗粒物,中国的大气污染成因变得越来越复杂,但即便如此,我们在采访中问到的几乎每一个专家,仍然对后来几年迅猛发展的PM2.5问题感到有些始料未及。在大气污染的演进过程中,也存在一个加速度的过程。

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