浅谈大气污染因素及其防治对策

黄仕聪

（惠州大亚湾经济技术开发区石化区环境监控中心 516081）

0 前言

我国近年来加大了环境保护的力度，以前所未有的力度推进美丽中国建设。大气污染问题是当今环境保护工作中的重点问题，2013年9月国务院发布《大气污染防治行动计划》，2017年3月两会提出坚决打好“蓝天保卫战”，2018年10月修订后的《中华人民共和国大气污染防治法》生效，以“全方位、一盘棋、科学施策、构建现代化治理体系”的战略聚焦大气污染防治。让我们共同聚焦大气主要污染因素及其对应的治理技术，共同推进大气污染防治攻坚战，保障人居环境。

1 大气主要污染物

AQI是日常发布空气质量的一个指标（空气质量指数：Air Quality Index,缩写为AQI），参与评价的污染物为PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3、CO，手机自带的天气APP可随时查阅相关数据。本文所探讨大气主要污染物围绕参与评价AQI的污染因子展开。

1.1 PM10

PM10，指空气动力学当量直径≤10微米的颗粒物，称为可吸入颗粒物，别名“飘尘”，在环境空气中长期飘浮的悬浮微粒。该污染物主要来源于未硬底化路面的扬尘、物料切割粉粹打磨产生的悬浮微粒、施工工地的扬尘以及各种工业过程的排放等。可吸入颗粒物，能降低大气能见度，还可吸入人体呼吸道，粒径越小，吸入越深，进而引发呼吸道疾病。

1.2 PM2.5

PM2.5，指环境空气中空气动力学当量直径≤2.5微米的颗粒物，称为细颗粒物，为可入肺颗粒。该污染物主要来源于燃料的燃烧，比如：火电行业、石油化工行业的生产活动，机动车尾气的排放等。细颗粒物粒径小，可吸附有机污染物、重金属等，且在大气中停留时间长、易远距离输送，可进入肺泡伤害器官，可影响云层形状及降雨。2013年10月，世界卫生组织首次认定PM2.5致癌。

1.3 SO2

二氧化硫（SO2）为无色透明气体，有刺激性臭味。根据生态环境部发布的《第二次全国污染源普查公报》数据，工业源污染约占二氧化硫排放量的76%，工业源中非金属矿物制品业、黑色金属冶炼和压延加工业及电力、热力生产和供应业3个行业合计占工业源二氧化硫排放量的 66.75%。在大气中，该污染物会氧化成硫酸雾，导致环境酸化，产生酸性降雨，腐蚀森林树木及基建设施设备等。SO2属世界卫生组织国际癌症研究机构公布的3类致癌物之一。

1.4 NOx

氮氧化物（NOx）指由氮、氧两种元素组成的化合物，空气污染物中的氮氧化物常指NO和NO2。根据生态环境部发布的《第二次全国污染源普查公报》数据，工业源污染约占NOx排放总量的36%，机动车污染约占33%，非道路移动污染源约占26%。在工业源污染中，非金属矿物制品业、黑色金属冶炼和压延加工业及电力、热力生产和供应业3个行业合计占工业源NOx排放量的75.34%。NOx对环境的损害很大，可形成酸雨，也是形成大气中光化学烟雾的重要物质，还可与臭氧发生反应，消耗臭氧层。

1.5 O3

臭氧主要存在于臭氧层，可吸收对人体有害的短波紫外线，可以说是地球的“保护伞”。臭氧对眼鼻喉有刺激，甚至影响心脏及呼吸器官，因此，近地面空气中的臭氧为环境空气质量监测的污染指标之一。空气中的VOCs和氮氧化物等气体会发生化学反应，产生臭氧。近地面的臭氧污染程度，与VOCs、氮氧化物的排放量相关，亦是近年来臭氧浓度在多个地区呈上升趋势的原因，且目前仍未进入下降通道。

1.6 CO

一氧化碳是一种对神经系统毒性很强的污染物得到关注，常见于煤气泄漏、矿井及不完全燃烧中产生。

1.7 温室气体

温室气体，可吸收地面反射的太阳辐射并重新发射辐射，从而使地球升温，常谈的温室气体最主要的是二氧化碳。因二氧化碳无毒害的特性，在污染治理方面生成二氧化碳和水的，被定义为无污染。随着近几年对南北极升温现象的关注及危害的认识，二氧化碳正在被认为是对全球大气环境有危害的温室气体，进而呼吁控制碳排放，减少碳排放。

2 大气污染防治策略

2.1 大气污染防治的基本思路。

大气污染控制的基本思路为源头控制、过程控制、末端治理。

2.1.1 源头控制是污染控制的首选途径。比如：锅炉煤改气、采用低硫燃料以减少二氧化硫的产生；采用低氮燃烧器以减少氮氧化物的生成；开展清洁生产，注重物料回收利用，采用水性涂料及低有机溶剂等，以减少VOCs的产生；开展集中供热，化零为整，将污染源集中控制，实现更高效的治理；推广新能源汽车、纯电动公交车，减少移动的污染源。

2.1.2 过程控制是关键节点。过程控制为，重视污染物产生与排放的所有节点，科学施策，优化生产设备，减少无组织排放，实现末端集中治理。

2.1.3 末端治理技术是核心，末端治理依赖于优良的治理技术、可控的运行成本。针对不同行业、不同污染因子，目前已有相对成熟的技术。

2.2 大气污染末端治理技术

2.2.1 颗粒物

常见的烟尘治理方法有静电除尘法、过滤式除尘法、单筒旋风除尘法等。

2.2.2 二氧化硫

烟气脱硫技术根据最终反应产物的形态，大致分为干法、半干法和湿法。干法脱硫有电子束法、脉冲电晕法、活性炭吸附、催化氧化或还原法等，半干法脱硫有循环流化床、烟道喷射半干法等，湿法烟气脱硫技术有石灰石-石膏法、双碱法、氧化镁法及氨法等。

2.2.3 氮氧化物

氮氧化物末端治理技术目前国内应用较多的有活性炭吸附、碱液吸收、选择性催化还原法（SCR）和选择性非催化还原法（SNCR）等。SCR指在催化剂的作用下，利用还原剂（如氨水、液氨、尿素）有选择性”与烟气中的NOx反应生成N2和H2O，从而实现无污染排放。SNCR 方法主要是将含氮的还原剂（如氨水、液氨、尿素）喷入到温度为850～1100℃的烟气中，使其发生还原反应，脱除NOx，生成N2和H2O。SNCR对温度窗口要求高，且与烟气中的氧发生反应，放热量大，但其系统结构简单，投资小，适于老工业项目脱销改造。SCR治理技术NH3优先与NOx反应，不与烟气中的氧反应，可在较低温度发生反应，去除效率高，但其投资及运行费用都较高。NOx中NO含量高时，采用碱液吸收法去除效率低。

2.2.4 VOCs

减少VOCs排放的关键点有三，一是选用低VOCs浓度物料；二是石油化工、涂料制造、喷涂及印刷包装等生产过程高VOCs排放或使用过程高VOCs排放的行业，各生产装置VOCs泄漏点检索是关键，扩散的VOCs成功捕集是关键；三是对收集的VOCs进行末端治理实现达标排放、减排。工业VOCs末端治理技术可以按回收和去除分为两大类，冷凝、吸收、吸附脱附等对VOCs回收利用或转移处置，燃烧法（直接燃烧法、蓄热燃烧、催化燃烧和蓄热催化燃烧）、光催化氧化法、生物法、等离子技术等对末端尾气进行治理后达标排放[1]。不同治理技术需要根据VOCs组分、浓度高低、不同行业特点进行选取。比如浓度高、排放稳定、成分复杂或RCO等方法难以治理的恶臭物质的，RTO可实现高效的治理，但存在增加氮氧化物二次污染物排放的缺点。

3 大气污染防治攻坚点

3.1 环境负向影响因素

大气污染物的排放需要通过不同的治理技术实现达标排放，但对环境空气质量的影响还受其他负向因素影响。

3.1.1 气象影响

2020年春节期间京津冀及周边地区多次出现重污染天气过程，叠加新冠肺炎疫情防控的原因，停工停产及机动车排放减少，为何还出现了重污染天气？首先秋冬供暖带来的大气污染物依然存在且不小，工业和供暖的排放量无大量减排，叠加极端不利气象条件，扩散受到影响而产生重污染天气。气象条件已经影响大气中污染物的扩散，极端不利的扩散条件、变化的气候使得大气污染治理面临更多挑战。

3.1.2 地理地形

良好的地形条件可为污染物迁移提供屏障，比如山脉阻隔，海陆温度差异，北半球夏季主东南风、冬天主西北风，东部沿海的一些工业区具备更好的污染物扩散条件，尤其自带山脉阻隔天然屏障的区域，减少污染物往西边及居民区扩散。2013-2017年珠三角城市空气质量监测站数据显示，珠三角中部城市臭氧超标天数较多,沿海城市超标天数较少[2]，正是大气污染扩散与气象条件、地理地形条件相关的体现。再者，城市热岛效应对污染物扩散也有影响、全球气候变暖亦是。

3.2 环境管理及污染防治攻坚战启示

3.2.1 摸清底数

一是了解大气主要污染物的种类，二是监测不同污染物的排放情况，三是掌握主要污染物的产生，四是实现对口高效的防治。开展第二次全国污染源普查，掌握各类污染源的数量、行业和地区分布情况，了解主要污染物产生、排放和处理情况，建立健全重点污染源档案、污染源信息数据库等，对于国家加快生态文明建设具有重要意义。

3.2.2 匹配优良治理技术

不同污染物不同治理技术，同一技术可能对多种污染物均具有去除效果，某一治理技术实现了对A污染物的治理但可能衍生B类污染物，因此，优良的治理不能仅仅是追求对某个因子的高去除效率，必须均衡场地建设、建设投资费用、运行维护成本、是否产生二次污染，不同污染因子的排放量控制需实现一个区域平衡的控制目标。近几年来企业在治理VOCs时热捧RTO治理技术，提供设备及技术服务的公司聚焦于VOCs的治理成效，在推广过程忽视了对增加氮氧化物及碳排放的评估，个别工业企业迫于VOCs异味排放的困扰，对RTO治理技术有着“迷信”的无奈。

3.2.3 良好的环境管理水平

一是要摸清“本家”底数，二是成立专业的环保团队，三是建立环境管理制度，实现“每家持有私人定制账本”。如上三步骤适用于环境管理部门，适用于环保公司，更适用于各工业企业。工业企业的生产必然追求经营效益、利润最大化，为减持运营成本，对环境管理工作多数委托第三方环保公司负责，缺乏个性化评估、缺乏跟踪了解，甚至于出现完成排污许可证申领后却对其内容无任何了解，第三方检测公司完成监测后排放超标仍不自知的情况。即便是聘请了专门人员跟进环保工作的，但不少属于非环保专业人员且人员流动性大，离建立公司环境管理一本账的目标还很远。2020年4月“深圳湾环评报告抄袭”事件震惊尔等，也侧面反映了环评编制单位对业主单位委托事项缺乏针对性环境影响评价的普遍现象。为充分落实企业治污的主体责任，依法规范企事业单位的排污行为，加强生态环境部门的环境监管力度，国家实行排污许可制度。

3.2.4 社会责任感及完善相关法规标准

如上围绕如何治污及存在的一些不足展开论述，污染防治还需要两个抓手：一是加大环保宣传力度，提升环境保护社会责任感，让被动变主动，此为“无影手”。二是进一步完善环境保护相关法规及标准，加强指导作用，有法可依，此为“剪刀手”。

4 结语

综上所述，由于自然界以及人为源等途径产生的一些大气主要污染，以及受气象因素等的影响，需要对污染物进行治理。先进的治理技术、制度化体系化的环境管理水平，多管齐下，打赢大气污染防治攻坚战，守卫蓝天。