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1京津冀供暖期雾霾天产生的原因及治理方向北京科美泰科技开发有限公司武建国内容摘要：北方的地理位置加大了京津冀地区比珠三角和长三角的大气治理难度，污染物既伤害人体健康又影响首都形象。但大气污染的特点是连片反映，难以某区域单独优化治理，只能抓住重点，开展技术攻关，去除假象才显实效。最佳方法是：从哪里来，回哪里去。关键词：污染最重、人人平等、去伪存真、合理利用一、产生原因1、地理位置京津冀地处华北地区，环渤海经济圈重要组成部分，即是政治、经济、文化中心，又是与珠三角、长三角齐名的三大经济区之一。在我国经济发展中起着不可替代的作用。由于地处北方地区环境问题比其他两个经济体更为严峻，特别是冬季除发电、冶金、化工耗煤外，取暖更占了很大比例煤耗。因此，在此条件下要把首都北京及津、冀三地建成大气环保的楷模（与欧洲大气环境质量接轨）难度可想而知。2、工业活动硫作为一种矿物质，安静地贮藏于大自然中，由于人类的需求被迫通过各种途径释放出来，以钢铁行业为例，其产量在5年之内增长近一倍，如此快的发展速度在世界上是绝无仅有的，而伴着发展速度加快环境危机同时显现出来，这是一对矛盾，如何协调即加大工业活动量又保持优美环境状态？答案只有一个“从哪里来，回哪里去”，把来自大自然的硫通过工程和技术手段把它还原回大自然中去，做好该项工作，会为今后开拓更大的经济发展和工业活动保留空间。23、生活状态改变近10年来，北京市民的汽车拥有量翻了几番，尽管汽油品质不断提升，黄标车被淘汰，但总尾气的污染量还是大幅增加，这是一个无奈的问题。人类追求高品位的生活天经地义，而高品位的生活则意味着人对物质消耗增加，产生的污染物也会增加，这是我们必须客观面对的。通过上述分析，京津冀雾霾天气共有三个产生的原因。第一、三条无法或很难改变，只有第二条可以通过节能减排技术措施加以解决。二、主要危害1、成分组成什么是灰霾天气？气象学上把大气中悬浮的大量微小尘粒、烟粒或盐粒的集合体，使空气浑浊，水平能见度降低到10km以下的一种天气现象称为灰霾天气。目前，我国珠三角、长三角、京津冀等区域性大气污染日益突出，在京津冀范围的天津市的灰霾天气较往年增多。形成灰霾天气的原因是，在大气环境相对稳定时期，大气层结稳定，近地层空气流动（风速）很小，大气会形成上暖下冷的“逆温层”，加上近地层空气湿度大，以及各种污染物的堆积，而形成了灰霾天气。什么是细颗粒物？定义：细颗粒物又称细粒、细颗粒。大气中粒径小于2微米（有时小于2.5微米，即PM2.5）的颗粒物（又称气溶胶）。其来源主要是天然或人为造成的，但危害较大的是后者，其中很多是二次颗粒物，如由二氧化硫氧化生成的硫酸盐颗粒、氮氧化物转化而成的硝酸盐颗粒等。颗粒物是造成灰霾天气的罪魁祸首。PM2.5对健康有什么影响？气象专家和医学专家认为，由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚于沙尘暴。粒径10微米以上的颗3粒物，会被挡在鼻子外面；粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体危害较小；而粒径在2.5微米以下的细颗粒物则不易被阻挡。被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。这些颗粒还可以通过支气管和肺泡进入血液，其中的有害气体、重金属等溶解在血液中，对人体的健康伤害更大。2、人人平等大自然是公平的，不管是高官还是百姓，是富豪还是贫民，只要同处一地，空气是相同的，不可能因人而异，更难在大环境不佳状态下单独搞出一小片乐园。北京是首都，是国家的窗口和名片，环境质量好坏不仅关系到居民健康，还影响到国家声誉。北京地处京津冀中心地带（详见右图），被天津、河北包围，如果两个邻居大气环境不理想，北京耗全国之力打造的大气环境，只是一阵风就会改变。从这个意义上说大自然对人类是平等的。3、国家形象我国是世界第二大经济体，天宫一号飞船飞翔在太空，但最能体现国家形象的还是生活在大地上人类的基本生活保障如何，试想连基本的新鲜空气都无法保证，那居住其间的人怎谈得上生活幸福呢？因此，防治大气污染是上至国家领导人、下至每一个百姓的头4等大事。多年来，党和政府在环保问题上顺民心解民意，不断加大对环保问题的治理。无论从政策上、资金上全力支持环保事业，取得了巨大成效，但与污染生成速度和区域面积相比，还只能是杯水车薪，存在不如人意的地方，值得我们进一步深思。三、怎样治理尽管有政府的全力支持和社会各界的努力，但现实还是把不理想挡在我们面前，在美国大使馆关于北京环境事件发生后，形势更加紧迫，压力更大，但多大困难也要选对治理之路。1、顺其自然，抓住重点由于大的环境条件所致雾霾天气在京津冀地区不可避免要出现，怎样将它的危害降至最低是治理重点。⑴以人为本，最大限度地消除有毒成分。环境问题是一个极其复杂的问题，来不得半点虚伪和造假。就我国国情和该地区经济发展现状而言，治理条件已基本具备，而且已进行十余年整治工作，但现状不能乐观，详见污染物统计表。北京市2011年11月20日至12月19日大气污染物统计表日期可吸入颗粒物（mg/m3）其他（mg/m3）日期可吸入颗粒物（mg/m3）其他（二氧化氮）（mg/m3）11、2070—9012、519311、218012、613111、2213212、711111、234012、81711、246812、91911、2512012、102311、2614212、117711、2713512、125611、2811012、1376511、296612、148411、308112、151912、17112、162812、214412、17未报12、39712、186312、48012、1954月平均值：可吸入颗粒物82.66mg/m3记录人：马晓梅对人体伤害最大的主要物质是尘、硫、硝（氮氧化物）三种。经过该地区几十年除尘的经验说明，只能控制至一定程度而很难与欧洲国家直接接轨。如图1所示。北京市空气质量为“良”的标准为可吸入颗粒物为≤100mg/m3，试想不管怎样降低燃煤锅炉烟尘的排放量（北京市对锅炉排放的标准时尘≤10mg/m3），对于相对庞大的大气环境平均值而言，影响微乎其微。而达到如此高的除尘效果需消耗大量的投资和电能，得到的只是一组优秀的环保数字。二氧化硫则不同，它的去除存在着很多误解。详见图2，我国中小型燃煤锅炉普遍使用的钠法脱硫工艺流程示意图。环境尘90mg/m3高效除尘器尘10mg/m3图1除尘效果对环境的影响二氧化硫6我国中小型燃煤锅炉普遍使用的钠法脱硫系统使让锅炉烟气先经过布袋除尘后用氢氧化钠水溶液洗涤，然后通过烟囱排放，运行过程中会出现如下问题：配制合格的氢氧化钠浆液，塔和泵运行正常，检测烟尘出口二氧化硫指标合格，但排放脱硫污水。如果排污染水量小的话，会出现系统结晶，设备不能正常运行而产生二氧化硫空气污染及成倍硫酸钠可吸入颗粒物。为了节水，又不能让设备结晶，解决只能是少投放氢氧化钠，塔和泵运行正常检测烟尘出口二氧化硫指标在一定时间内会合格（长时间运行PH值过低时会超标）但在另一点“循环液池”中二氧化硫部分会从循环液池补水二氧化硫布袋除尘燃煤锅炉烟囱脱硫塔图2简易钠法脱硫工艺流程图排放二氧化硫7水中分解出来进入大气。在大气中与原烟尘排出的二氧化硫共同平衡大气中二氧化硫的含量。而去除掉的二氧化硫只是排污水排走的部分。经济原因购买氢氧化钠困难企业，实际投放氢氧化钠数量很少的企业，其塔和泵运行正常但经不起检测，烟囱中冒出的白烟是水蒸汽和二氧化硫的混合体，由于水的加入使二氧化硫更容易与其他污染物混合在一起，更长时间悬浮于接近地面的大气空间，产生对人体更大的伤害，而且还耗费了水和电能。从现象上看，上述三个运行模式都进行了脱硫工作，而实质上第一种方式是花钱进行污染物转移（从大气到水中），第二种是部分进入大气部分转入水中。第三种只是一种花钱造的形式，不仅不如让二氧化硫气体直接排放而进入高空，反而更费电、耗水，加大地表面空气污染。二氧化硫来自固体物质加热，只有通过正常方式把它变成固体后，才可不污染大气和水源。脱氮工作也是如此。我们决不能被现象迷惑而产生误解。所以治理大气污染应当先从抓脱硫、脱氮开始，消除对人体危害最大部分，才是正路。⑵先易后难，从基础抓起京津冀地区以北京为中心，必须保住优良环境。但是如果按奥运会期间模式长期坚持，客观上不可行。现行政策是头痛医头、脚痛医脚，把大量人力物力财力都放在北京市区及近郊地区。可是，北京全区域被包在天津与河北之内，天津、河北大气环境不解决，即便北京不烧一吨煤全部改为烧天然气，只需一阵风，北京的环保效果也会荡然无存。而北京财政状况再好也是一项沉重经济负担。况且，同时会产生单一燃料8供应的巨大风险，特大型城市应有双元燃料或多元燃料供应才安全。因此，治理京津冀大气污染要全区域联动，从脱除难度相对较低的二氧化硫为主，开始同步深化，才能有明显效果。2、政策导向，技术攻关近十几年来，北京在大气治理上一直走在前边，从限制高硫煤进京、提高北京地区大气污染物排放标准以及集中供热中心建设和进行煤改气等等，都是政府主导的行为，具体做法也是以工程减排方案为主，取得的成果众所周知。但技术减排方面略显滞后，主要原因是环保大国如美国、日本、德国等都不是以燃煤为主的国家。他们的环保技术和经验无法直接引进或用于我们这少数几个以燃煤为主要燃料的国家。所以造成除电厂大型燃煤锅炉脱硫设施以外的56万台工业炉窑和中小型燃煤锅炉脱硫技术设备处于简单工艺方案阶段（解决成果只是将污染物从大气转入水中），而技术减排还没有受到充分重视，环保治理唱的是独角戏。而改变京津冀大气环境治理降低雾霾天气，技术减排是一个重要的支柱环节，否则将事倍功半。技术减排难点，在于需要技术攻关。脱硫工艺系统和设备是一套化工系统，设备运行时各种工艺参数要匹配，设备寿命要能抗各种腐蚀性气体、液体的侵蚀，还要时刻满足燃煤锅炉的运行要求，因此研发一套脱硫设备粗分也要化学专业、设备制造专业和锅炉运行专业工程技术人员参与，如果细分则涉及专业更多。一般科研机构或一些环保设备生产制造企业，很难聚集到上述多专业的顶级专业技术人员。因此近些年研发成果不多，只是大量克隆国外电厂的环保技术用于中小型锅炉，由于吨位小，工艺复杂设备太多又不易小型化，因而产生简化工艺（着重于9解决堵塔问题）的钠法、镁法来解决二氧化硫污染大气问题，这些工艺设施只能是临时抱佛脚的措施，不能根除二氧化硫对大气和水源的系列污染问题，只能算环保过程中的部分工艺过程，无法从根本上解决污染问题。只有通过群策群力、集思广益的研究，反复试验研究分析才可能找出适合我国56万台中小型燃煤锅炉的环保技术，填补起这篇空白，进而与环保政策一起解决环保问题。3、真抓实干、去伪存真京津冀范围内，北京大气治理力度最大，几乎全区域内消除了冒黑烟现象。但一些小型工业锅炉和自然村小产权供暖锅炉，采用的是尘硫混除脱硫简易设施（详见图3），根本不能达到脱硫的效果。即让锅炉烟气直接通过氢氧化钠水洗塔后排向大气。从本意上看，这套设施是为治理大气而建，但从实效看，是功过参半，在脱尘上起了一定作用，把烟尘洗入池中，用泵外排。但二氧化硫被氢氧化钠洗入池补水排污原烟气湿烟气图3尘硫混除简易塔示意图10中，生成硫酸盐后，由于温度较高而被水蒸汽带出生成危害更大的有毒可吸入颗粒物。而且又因湿度增加不容易向高空扩散，使有毒水雾停留在地面更长时间，与未经处理原烟气相比，对人体危害程度比原来更大。因此，要抓大气污染治理设施，必须把住综合效果关，不能让表面现象迷惑，自己欺骗自己。四、什么工艺可以实现终极污染控制1、化学回收在条件准许的企业把污染物二氧化硫回收生成有经济价值的硫酸、硫酸铵等化工产品，这样硫有了回收则变害为利。但由于成本和需求量的原因多数企业无法实现，特别是一些中、小锅炉由于二氧化硫量小不可能实现，只能是一个治理分支。2、固化利用固化利用是世界上用量最多的一种电厂脱硫成熟技术，烟气中二氧化硫与碳酸钙在水的作用下反应生成硫酸钙和亚硫酸钙，通过辅助设备生成人造石膏加以利用或填埋（我