剖析大气污染物的综合防控

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摘要：大气中的污染物会对人类产生不良的影响,治理大气污染已成为节能减排的主要措施之一。对我国现阶段大气中主要污染物的基本治理方法和防治措施进行了论述,包括减少大气污染物产生的措施、大气污染治理技术、加强监管与执法等内容。

关键词：大气污染物;预防;治理

大气是人类生存环境的重要组成部分,大气环境质量的优劣与人类的生存息息相关,一些常见的大气污染物会对人体产生直接或间接的危害。大气污染物一般有2种形态,即颗粒状污染物和气态状污染物,颗粒状污染物主要以烟尘为主,气态状污染物有二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳和含氢气体等。大气污染物能够在大气中扩散,具有污染范围广、区域性和整体性强的特征。因此,大气污染的程度与该地区的自然条件、能源构成、工业结构和布局、交通状况以及人口密度等多种因素有关。防治大气污染物的根本方法,是从污染源头着手,通过削减污染物的排放量,促进污染物扩散稀释等措施来保证大气环境质量,同时从区域环境的整体出发,充分考虑该地区的环境特征,对能够影响大气质量的各个因素进行全面、系统的分析,充分利用环境本体的自净能力,采用最佳的防治方法,已达到控制大气环境质量,减轻大气污染的目的[1]。大气污染物的综合防治应主要从以下几个方面入手。

1采取各种措施,减少污染物的产生

1.1全面规划,合理布局

大气污染综合防治,必须从协调地区经济发展和保护环境之间的关系出发,对该地区各污染源所排放的各类污染物质的种类、数量、空间分布做全面的调查研究,在此基础上制定控制污染物的最佳方案[2]。例如:工业生产区应设在城市主导风向的下风向;在工厂区与城市生活区之间,要有一定间隔距离,并营造城市绿化带,以减轻大气污染的危害。严格对新建、改建、扩建项目审批,对无污染治理设施或污染治理设施不完善的要责令其停工限期整改,对于现有污染严重、资源浪费、治理无望的企业,要坚决采取关、停等措施。

1.2改善能源结构,提高能源有效利用率

我国是燃煤大国,煤炭燃烧过程中释放出大量的二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳以及悬浮颗粒等污染物。我国以煤炭为主的能源结构在短时间内不会有根本改变,因此应优先推广型煤和低硫等洗选煤的生产和使用,降低烟尘和二氧化硫的排放量。此外,要根本解决大气污染问题,还要从改善能源结构入手。例如,使用天然气和焦化煤气、石油液化气等二次能源,加大对太阳能、风能、地热、潮汐能、生物能和核聚变能等清洁能源的利用。

1.3实行区域采暖和集中供热

家庭中的燃煤炉灶和分布在市区的各类采暖、烧水小锅炉排放大量二氧化硫和烟尘是造成城市大气环境恶化的一个重要原因。城市采取区域采暖,集中供热措施,能够很好地解决这一问题。区域采暖,集中供热的好处表现在:一是可以提高锅炉设备利用率,降低燃料消耗量;二是可以充分利用热能,提高热利用率;三是便于采用高效率除尘设备,大大降低粉尘排放量。四是减少燃料的运输量,从而减少运输设备的使用,间接减少大气污染物的排放。

1.4植树造林,绿化环境

绿化造林是大气污染防治的一种经济有效的措施,植物有吸收各种有毒有害气体和净化空气的功能,是空气的天然过滤器。蒙尘的树叶经雨水淋洗后,又能够恢复吸附与阻拦尘埃的功能,使空气得到净化。植物的光合作用能够释放出氧气,可吸收二氧化碳,一般1hm2的阔叶林,每天能够消耗约1t二氧化碳,释放出750kg氧气,起到了良好的空气调节作用[3]。

2采用各种专业技术,控制污染物排放

2.1颗粒状污染物的治理

大气中的烟尘(主要由颗粒状污染物组成)大部分是由于固体燃料(煤)的燃烧产生的。去除大气中颗粒状污染物的方法很多,根据其作用和原理,可分为以下几种类型:一是干法去除颗粒状污染物。利用机械力(重力、离心力)将粉尘从气流中分离出来,达到净化的目的。常用的设备有重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。其中最简单、廉价、易于操作维修的是沉降室。携带尘粒的气流由管道进入宽大的沉降室时,速度和压力降低,其中较大的颗粒(直径大于40μm)则因重力而沉降下来。旋风除尘器的作用原理是使气流在分离旋转,尘粒在离心作用下被甩往外壁,沉降到分离器的底部而被分离清除。这种方法对5μm以上尘粒去除效率可达50%~80%。二是湿法去除颗粒状污染物。该方法是用水或其他液体使颗粒湿润,进而加以埔集去除的方法。常用的方法有喷雾塔式、填斜塔式、离心式分离除尘器、文丘里式除尘器等多种,这些方法能除去直径大于10μm的颗粒,如果采用离心式分离除尘器,其去除率可达90%左右,但这种方法的缺点是能耗较高,同时存在污水处理问题。三是过滤法去除颗粒状污染物。有较高的除尘效率,其中最常用的袋式滤尘器对直径1μm颗粒的去除率接近100%,它使含尘气体,通过悬挂在袋室上部的织物过滤袋而被除去,这种方法效率高,操作简便,适应于含尘浓度低的气体;其缺点是维修费高,不耐高温高湿气流。四是静电法去除颗粒状污染物。该法的原理是所有尘粒通过高压直流电场时吸收电荷的特性而将其从气流中除去。带电颗粒在电场的作用下,向接地集尘筒壁移动,借重力而把尘粒从集尘电极上除去。其优点是对粒径很小的尘粒具有较高的去除效率,且不受含尘浓度和烟气流量的影响,但设备投资费用和技术要求高。

上述各种除尘方法原理不同,性能各异,使用时应根据实际需要加以选择或使用,主要考虑因素为尘粒的浓度、直径、腐浊性等以及排放标准和经济成本。一般情况下,颗粒较大(数十微米以上)宜于采用干法,对于细小颗粒(数微米)则以采用过滤法和静电法为宜。

2.2气态污染物的治理

二氧化硫不仅在大气中形成酸雨,造成空气污染,而且严重腐蚀锅炉尾部设备,影响生产和安全运行[4]。因此,烟气脱硫对我国来说更为重要。烟气脱硫技术包括燃料脱硫(目前主要是重油脱硫)和烟气脱硫2种。重油脱硫是采用加氢脱硫催化法,使重油中有机硫化物中的C—S键断裂,硫变成简单的气体或固体化合物而从重油中分离出来。含硫量较高的重油首先进行脱硫处理,再提供给用户,主要应用在那些没有烟气脱硫能力的中小工厂,而大型工业企业则要求安装烟气脱硫设施。

烟气脱硫可分为干法和湿法2种,湿法是把烟气中的SO2和SO3转化为液体或固体化合物,从而把它们从烟气中分离出来,湿法脱硫主要包括碱液吸收法、氨吸收法和石灰吸收法等。碱吸收法是用氢氧化钾、氢氧化钠水溶液等作为吸收剂;氨吸收法用氨气作为吸收剂;石灰乳法使用石灰浆作吸收剂,同时可回收石膏。

湿法脱硫后,烟气温度降低、湿度加大,排出后影响烟气的上升高度而难以扩散。为克服上述缺陷,采用固体粉沫或非液体作为吸收剂或催化剂进行烟气脱硫,称为干法脱硫。干法脱硫又分为吸附法、吸收法和冷凝法、催化转化法、直接燃烧法、膜分离法以及生物法等,其中吸收法和吸附法是应用最为广泛的2种方法。吸附法是利用多孔性固体吸附剂处理气态污染物,使其中的1种或几种组分,在固体吸附剂表面,在分子引力或化学键力的作用下,被吸附在固体表面,从而达到分离的目的。常用的固体吸附剂有骨炭、硅胶、矾土、沸石、焦炭和活性炭等,其中应用最为广泛的是活性炭。吸收法是利用气体、液体中溶解度的不同,以分离和净化气体混合物的一种技术,也适用于气态污染物的处理。在吸收法中,选择合适的吸收液至关重要,是关系到处理效果的关键。

3完善环境监管,加大执法力度

在现阶段我国的一些企业,为了实现利益最大化,根本不考虑其排放污染物对大气造成的危害。因此,监管措施和执法力度直接关系着对大气污染物的防治效果。这就要求加快建立和完善减排指标体系、监测体系、考核体系等一系列规章制度;此外,还要加大对排污大户的惩罚力度,走出“守法成本高,违法成本低”的怪圈,使企业逐渐走上规范化经营和良性竞争之路;鼓励公众参与监督,形成社会联动、企业互动的强大合力。

4参考文献

[1]黄振中.中国大气污染防治技术综述[J].世界科技研究与发展,2004,26(2):30-35.

[2]黄成.我国城市大气污染现状及防治对策[J].科技信息,2008(21):136,137.

[3]邵红,何月林.生态调控方法对大气污染的防治[C]∥2003年内蒙古自治区自然科学学术年会优秀论文集.呼和浩特:2003年内蒙古自治区自然科学学术年会,2003.

[4]张红婴,刘伟.浅谈我国城市大气污染[J].硅谷,2008(19):18.