像慣例,霧霾又成了秋冬的熱門話題。去年底頻發的霧霾天氣,比往年更嚴重。不管是火電廠、鋼鐵廠、水泥廠;還是家用煤爐、汽車尾氣;連居民炒菜都負有不可推卸的責任。百姓指責、專家會診、官員表態......貌似相同的劇情又將延續下去。
霧霾的顆粒物(氣溶膠)的形成主要有兩種方式:一次排放和二次生成。一次排放是指污染源直接向大氣中排放顆粒物;二次生成是指污染源排放的氣態化合物,在大氣中經過了大氣化學的反應過程轉化為顆粒物。與一次排放相比,二次生成的顆粒物粒徑更小,數量巨大。
我國的大氣污染屬復合型污染,不同的污染源同時以高強度排放,導致各種化合物以特有的化學生成路徑迅速生成次生顆粒物,且像藥引子一樣使霧霾的危害急劇加重。
目前的治霾方案效果不理想
根據科學院的一份報告,京津冀地區的霧霾成分主要來自燃煤。作為產霾大戶,我們來回顧一下河北省政府為治霾下的決心。
燃煤是造成霧霾的主因,而50%的燃煤用于發電。因此燃煤電廠和大型燃煤工廠的除塵、脫硫、脫硝是十年來治理霧霾的主要措施。到2016年,河北省的所有燃煤發電機組全部達到超低排放標準。
因霧霾頻發,2016年11月17日,石家莊緊急啟動“利劍斬污”行動,被稱作“史上最嚴”治霾方案。實施時間從2016年11月17日至2016年12月31日。
這個全方位無死角的治霾方案的亮點有:
1、水泥行業中,除承擔居民供暖、協同處置城市生活垃圾及有毒有害廢棄物等任務,且達標排放的企業外,其他企業一律停產。
2、鑄造行業中,對納入工業和信息化部鑄造企業準入公告的企業,于2017年1月1日至2月28日錯峰停產;其他企業一律停產。
3、煤電行業中,未達到超低排放水平的煤電機組一律停產。
4、所有非承擔居民集中供暖任務的20蒸噸及以下燃煤工業
鍋爐、燃煤茶浴爐及花房、苗圃、蔬菜大棚、畜牧生產設施等未采用清潔燃料的燃煤設施,一律停產。
5、所有建筑工地、露天礦山、采砂、石材加工、砂石料加工等工地,一律停產。
基本上,除承擔居民供暖和保民生等重點任務的生產線外,全市所有鋼鐵、水泥、焦化、鑄造、玻璃、陶瓷、鈣鎂行業全部停產;全市制藥、化工、包裝印刷、家具等行業所有揮發性有機物生產工序全部停產;主城區實行單雙號限行,限行期間城市公交車免費乘坐。
石家莊市政府不惜讓1500余家企業實行停限產,以確保2016年PM2.5年均濃度不出現“不降反升”問題;力爭完成省政府下達的PM2.5年均濃度下降10%的目標任務;確保到年底前不出現AQI日均數值500以上的“爆表”天氣。
可是12月19日,石家莊市區“世紀公園”監測點PM2.5和PM10一度雙雙突破1000微克/立方米,AQI日均值:爆表。
專家給出的不同的治霾意見
清華大學賀克斌院士和德國馬克斯˙普朗克化學研究所的程雅芳教授等專家指出,霧霾中的主要組分硫酸鹽是由二氧化硫和二氧化氮溶于空氣中的“顆粒物結合水”(顆粒物在相對濕度較高的環境下潮解所吸附的水分),在北方地區特有的偏中性環境下迅速反應生成。二氧化氮氧化機制的反應速率會隨pH值上升而大幅提高,現階段應優先加大氮氧化物減排力度。
國際中國環境基金會(IFCE)何平博士認為,燃煤電廠和大型燃煤工廠的脫硫脫硝工藝,使含有氮氧化物、二氧化硫等化合物及大量細微顆粒物的濕煙氣,排向大氣直接形成霧霾。濕煙氣中的水蒸汽帶有負電荷,遇到其它工業排放物或汽車尾氣等,極易形成次生顆粒物。而低溫的濕煙氣在低空排放,難以擴散,使霧霾加劇。
上海交通大學繆正清教授研究發現,燃煤電廠的脫硫脫硝工藝,通過水霧這個媒介,使顆粒粒徑細、數量巨大的霧霾元兇硫酸鹽和硝酸鹽在大氣中持久停留。以45天干燥時段、最保守的估計,排放濕煙氣,大氣中的煙塵和硫酸鹽達到134ug/m3。而排放沒經脫硫脫硝的干煙氣,污染物在大氣中難以持久停留,對霧霾的貢獻估算僅為8ug/m3。
國家發展和改革委員會能源研究所劉虹指出,燃氣燃燒、機動車尾氣、各類揮發物等排放量巨大,造成氮氧化物濃度過高。含氮氧化物的水蒸汽中低空排放,易與其他污染物發生化學反應,導致次生霧霾污染加大,以及衍生臭氧污染等一系列問題。
中德可再生能源合作中心執行主任陶光遠認為,北京幾十萬戶農村家庭一年要燒200萬噸左右的散煤。這些散煤燃燒的煙氣未經任何處理,各種污染物濃度比燃煤電廠分別要高出幾十倍甚至幾百倍,對大氣的污染程度遠遠超過了原北京市區內的燃煤采暖。
中國科學院大氣物理所研究員王躍思指出,北京霾污染主要形成于周邊區域的工業燃煤污染輸送,而加強于本地機動車排放的疊加,重霾污染時段二者的污染成分占70%以上。燃煤電廠排放大量二氧化硫;機動車則排放大量二氧化氮。
綜合以上專家的觀點,霧霾成因主要是:
1、氮氧化物是制造霧霾的元兇之一;
2、濕煙氣使污染物易吸附、難擴散;
3、污染物的高強度排放,使二氧化硫等其它污染物更易生成次生顆粒物。
垃圾焚燒廠對霧霾的貢獻
垃圾焚燒廠與燃煤電廠一樣,都會排放含有大量水蒸汽、二氧化氮及二氧化硫的煙氣。因生活垃圾組分復雜,有時還混雜工業垃圾,焚燒垃圾遠比燒散煤及燒目前熱議的石油焦污染大。當遇到冰雪、下雨等溫度低濕度大的氣象條件時,戶外收集來的垃圾,在焚燒廠的垃圾坑里堆幾天濾水發酵,熱值仍是不夠的。須燒煤、燒重油,沒準也燒石油焦。使煙氣中同步排放的化合物更多,生成次生顆粒物的機率更多,制造霧霾的機率更大。
河北省燃煤電廠煙氣超低排放標準中,煙塵(顆粒物)為10毫克/立方米、氮氧化物為50毫克/立方米、二氧化硫為35毫克/立方米。我國生活垃圾焚燒廠煙氣排放標準中,煙塵(顆粒物)為20毫克/立方米、氮氧化物為250毫克/立方米、二氧化硫為80毫克/立方米。生活垃圾焚燒廠排放的煙塵(顆粒物)是燃煤電廠的兩倍、氮氧化物是燃煤電廠的5倍;二氧化硫是燃煤電廠的2.29倍!
數據顯示,北京目前清潔時段PM2.5的主要來源為燃煤、生物質燃燒、揚塵和機動車,分別約占45%、17%、15% 和13%,其它污染源合計占10%。重污染時段PM2.5的主要來源為機動車、燃煤、工業和揚塵,分別約占42%、28%、13%和12%,其它占5%。生物質燃燒對大氣的直接污染已經顯現,其同步排放的大量化合物所生成的次生顆粒物應得到高度重視。
要改變思路,走出越治理霾越多的困局
因為高污染、高能耗、發電量少、性價比差,國務院發布《關于加快關停小火電機組若干意見的通知》,要求關停所有的小燃煤電廠。并且“上大壓小”,限制新建燃煤電廠,且新建廠最小單個機組須六百兆瓦;大量兩百兆瓦的發電機組已被關停。但國家為何批準新建大量十幾二十年前早已被淘汰的、垃圾焚燒廠幾十兆瓦的發電機組?
再來看看我國生活垃圾年焚燒處理能力的增長量:2001年是238萬噸;2012年增長到4380萬噸;2015年達8000萬噸。《“十三五”全國城鎮生活垃圾無害化處理設施建設規劃》要求,新增生活垃圾焚燒處理能力占無害化處理能力的比例要達50%,東部地區要達60%。也就是說到2020年,年焚燒處理能力將至少達1.7億噸,垃圾焚燒發電裝機容量1020萬千瓦。而垃圾焚燒行業更是樂觀地認為占比將達到80%,年焚燒處理能力將達2.23億噸,垃圾焚燒發電裝機容量1338萬千瓦!
據國家能源局的資料顯示,截至2015年底,燃煤發電裝機容量是9.9億千瓦,力爭到2020年控制在11億千瓦以內。以垃圾焚燒行業預計的發電裝機容量1338萬千瓦計,到2020年,我國燃煤發電裝機容量是垃圾焚燒發電裝機容量的82倍。
垃圾焚燒廠排放的氮氧化物是燃煤電廠的5倍。燒一噸垃圾排放約五千立方煙氣、燒一噸煤排放約一萬立方煙氣;混合垃圾的平均熱值約3000千卡、標準煤的熱值約7000千卡,綜合比較估算,到2020年,全國燃煤電廠排放的煙塵(顆粒物)僅比垃圾焚燒廠多41倍;而極易生成次生顆粒物的氮氧化物,僅比垃圾焚燒廠多16.4倍!若算上垃圾焚燒廠同步排放的、但國家沒規定要監測的其它200多種化合物生成次生顆粒物的概率,到2020年,垃圾焚燒廠有可能就像今天的燃煤電廠一樣,成為新“霾王”!
為解垃圾圍城,不惜垃圾焚燒廠圍城。一邊治理霧霾,一邊制造霧霾。如果重霾壓城,是不是仍像現在這樣,依然保證高污染的垃圾焚燒廠正常運營不關停?如果霧霾成為常態,高污染、高能耗的垃圾焚燒廠,是不是仍像現在這樣,一路綠燈、突飛猛進地跑馬圈地?
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