海拉爾區(qū)煤煙型大氣污染治理對策研究

海拉爾區(qū)煤煙型大氣污染治理對策研究

環(huán)境是人類和其他生物永遠無法離開的物質(zhì)和能量。環(huán)境氣體的質(zhì)量不僅直接關(guān)系到人類的健康，而且直接關(guān)系到其他生物的生態(tài)平衡。因此,治理大氣污染,保護大氣環(huán)境就顯得尤為迫切和重要。一、環(huán)境和污染環(huán)境和污染(一)對流層和平流層的影響我們生活的這個地球表面上的空間存在著隨地球旋轉(zhuǎn)的大氣層,即人們常說的空氣。大氣圈分布是不均勻的,它的密度、溫度、組成都會隨高度的不同而不同。離地面越遠,空氣越稀薄,而離地面越近,則空氣密度越大。大氣圈一般分為對流層、平流層、中間層、暖層和散逸層。對地球關(guān)系最為密切的是對流層和平流層。對流層是大氣圈最下面的一層,溫度分布特點是下部氣溫高,上部氣溫低,大氣易形成強烈的對流運動。對流層厚度隨地球緯度不同有所變化,整個對流層對人類和生物的影響最大。風、雨、雷、電、霧等自然現(xiàn)象都發(fā)生在這一層,我們所關(guān)注的大氣污染問題也主要發(fā)生在這一層。特別是近地面1—2公里的近地層。平流層在對流層的上層,平均厚度約為38公里。平流層下部氣溫則隨著高度增加而增高,這是因為在這一區(qū)域內(nèi)存在一厚度為20公里的臭氧(O3)層,能強烈吸收太陽紫外線(波長為200—300納米)致使氣溫升高。進入平流層的污染物擴散很慢,停留時間可達數(shù)年之久。有些污染物如氮氧化物、氟利昂等還會與臭氧層中的臭氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使臭氧濃度降低,產(chǎn)生“臭氧空洞”,使地表接受的太陽紫外線增強,導(dǎo)致人們患皮膚癌等。所以平流層也是人類關(guān)心的一個熱點。(二)氣成巖與成氣年齡大氣是由多種氣體組成的混合物,同時還有少量的水蒸汽和塵埃等。大氣中主要的成分是氮氣和氧氣,以及氬氣、二氧化碳、氫、臭氧等。這些成份相對含量固定,是維持地球生物和物質(zhì)的保障。大氣中某些組成會受到城市地區(qū)氣象或人為活動干擾、影響而發(fā)生變化,如:SO2、SO3、CO2、NOX、塵埃等,當這些成份含量達到一定濃度時,便會對人類和其他生物造成嚴重影響。(三)大氣污染的產(chǎn)生及排放特性隨著人類社會的不斷進步,特別是工業(yè)化的進程不斷加快,人類在生產(chǎn)、生活活動中大量地使用化石燃料并將廢氣、二氧化碳、粉塵、煙塵等污染物不斷地排放到大氣環(huán)境中,當污染物的含量超過環(huán)境所允許的極限程度(環(huán)境容量)時,大氣質(zhì)量就會惡化,影響原有生態(tài)平衡體系,使人類的健康、工農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境遭到影響或破壞,這種現(xiàn)象就是人們常說的大氣污染。大氣污染的產(chǎn)生主要是人類生產(chǎn)和生活活動所造成的。由于人類不加節(jié)制的使用煤和石油產(chǎn)品等化石燃料,通過工業(yè)鍋爐窯爐設(shè)備、采暖洗浴鍋爐設(shè)備、機動車船以及生活需要的燃燒設(shè)備等。在燃燒過程中,產(chǎn)生大量的SO2、NOX、煙塵、粉塵、CO2、碳氫化合物等污染物,并隨著排放口(煙囪、排氣筒等)源源不斷地排放到大氣環(huán)境,使大氣環(huán)境遭到污染。特別是近地面的對流層污染最為直接也最為嚴重,對人類和生態(tài)環(huán)境直接構(gòu)成威脅。(四)大氣污染對人體健康的影響人每時每刻都離不開大氣環(huán)境,因此大氣環(huán)境質(zhì)量的好壞將直接關(guān)系到人體健康。未受污染的大氣環(huán)境對人體的功能是合適的,人們通過正常呼吸大氣中的氧氣而進行新陳代謝的生命活動。一旦大氣環(huán)境由于自然界或人為活動破壞而發(fā)生異常變化,必然會影響到人體正常的生理功能。雖然人類具有調(diào)節(jié)自己的生理功能來適應(yīng)不斷變化著的環(huán)境的能力,但這種調(diào)節(jié)是有一定限度的。如果大氣環(huán)境異常變化超過了人類正常生理調(diào)節(jié)的限度,大氣污染物就會以各種方式進入人體,引起人體某些功能和結(jié)構(gòu)發(fā)生異常,甚至造成病理性變化,引起疾病。海拉爾地區(qū)受大氣污染影響誘發(fā)的疾病有呼吸道疾病及肺癌等。由于大氣污染而引起疾病,開始多數(shù)無明顯的臨床癥狀,但當微量毒素或污染物進入人體內(nèi)并產(chǎn)生蓄積時,最終會產(chǎn)生功能性變化,導(dǎo)致疾病的發(fā)生。大氣污染物種類很多,海拉爾地區(qū)污染危害比較大的大氣污染物主要有煙塵、粉塵、SO2、NOX、PM10等,這些大氣污染物主要來自于燃煤鍋爐煙囪、窯爐排放筒和機動車尾氣等。煙塵、粉塵和PM10污染物:這些污染物主要由于燃煤設(shè)備,如鍋爐、窯爐、大灶等,一般粒徑在100微米以下。特別是PM10,其基粒徑在10微米以下,這些細小煙塵或粉塵粒子能吸附大氣中的某些致癌物質(zhì)(如3、4苯并芘),使肺癌發(fā)病率上升,半徑在0.1—1微米的煙塵粒子會直接進入肺泡,引起呼吸道疾病,甚至肺癌。SO2污染物:煤炭中的硫經(jīng)鍋爐燃燒產(chǎn)生SO2,并隨廢氣排入大氣中。SO2的危害是刺激人的呼吸系統(tǒng),是引起肺氣腫、支氣管炎發(fā)病的病因之一,SO2也具有致癌作用。NOX污染物:主要是燃煤鍋爐和機動尾氣排放產(chǎn)生的污染物,排到空氣中的NO2可以和血紅蛋白結(jié)合,比CO親合力大數(shù)百倍,而排到空氣中的NO2能引起呼吸道疾病,甚至造成更嚴重的二次污染物—光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧污染物:主要是汽車尾氣的碳氮化合物與NO2氣體在太陽光紫外線的照射下,生成臭氧,臭氧與烯烴作用生成過氧?；鶃喯跛猁}、硝酸鹽、醛類等物質(zhì),這些污染物相互協(xié)調(diào)作用,形成危害性極強的光化學(xué)煙霧,這種光化學(xué)煙霧對人的眼睛和鼻、咽、喉、肺部等器官都有明顯的刺激作用,從而引起呼吸道疾病。大氣污染物除對人體健康造成危害外,對植物、野生動物等生態(tài)系統(tǒng)同樣造成影響和破壞。同時,大氣污染物還會對全球大氣環(huán)境產(chǎn)生影響,如溫室效應(yīng)、臭氧層破壞和酸雨等。二、海拉爾地區(qū)的氣象背景海拉爾地區(qū)現(xiàn)有鍋爐煙囪344根,其中熱網(wǎng)覆蓋區(qū)內(nèi)采暖鍋爐煙囪207根,非熱網(wǎng)區(qū)內(nèi)的采暖鍋爐煙囪49根,專供熱水鍋爐煙囪56根,工業(yè)鍋爐窯煙囪(排氣筒)32根,閑置不用鍋爐煙囪38根。海拉爾區(qū)年耗煤115萬噸,其中工業(yè)用煤57萬噸,采暖鍋爐、洗浴鍋爐、民用爐灶用煤58萬噸。每年排放煙塵12000噸;粉塵28900噸;SO28000噸。工業(yè)鍋爐及窯爐達標率為85%,采暖鍋爐和洗浴鍋爐煙塵達標率為60%;除水泥廠和電廠外,工業(yè)和采暖鍋爐均無脫硫裝置。海拉爾地處高緯度地區(qū),夏季對流層可達10公里,到了冬季對流層厚度只有7公里左右,這樣有限的大氣環(huán)境容量,對于以原煤為主的能源結(jié)構(gòu)的高寒地區(qū)來說,無疑是雪上加霜。由于海拉爾地處大興安嶺西麓,城區(qū)位于呼倫貝爾大草原的低谷地帶海拉爾河和伊敏河的交匯處,城區(qū)位于三山環(huán)抱的撮子地形中央。這樣的地形到了冬季,當冷空氣襲來時,凝重的冷空氣順著周圍的山地連綿下降到城區(qū)近地面處,而城市上空則由于冷空氣的排斥吸收地面散發(fā)的熱量,成為一個暖和的氣溫層。大氣上面溫度高而下面溫度低,形成逆溫形態(tài)。由于城市上面空氣熱而輕,下面的空氣冷而重,所以空氣上下對流不能發(fā)生,城市空氣如凝滯一般。逆溫層象一個巨大的看不見的罩子,把城區(qū)遮蓋的嚴嚴實實,嚴重阻止了大氣污染物的垂直稀釋作用。加上海拉爾地區(qū)冬季靜風率高,空氣的水平流動差,更不利于大氣污染物的水平擴散。這些不利的氣象因素導(dǎo)致排到大氣中的煙塵、二氧化硫、氮氧化物等污染物在大氣中積累,濃度不斷升高。在冬季,逆溫一般從傍晚開始從地面逐漸生成,午夜強度達到最大,逆溫不斷增高,清晨達到最高,日出后逆溫逐漸減弱或消失。在冬季十二月、一月份氣溫在零下30℃的情況下,有時近中午逆溫才漫漫退去。由于不利的氣象條件和大量的使用原煤為主的化石燃料,燃料結(jié)構(gòu)單一。且這些工業(yè)及采暖鍋爐、洗浴鍋爐等煙囪林立、低矮眾多,除塵效率低下,煙塵(粉塵)大部分超標排放,是造成海拉爾區(qū)煤煙型污染的主要原因。三、大氣污染防治對策(一)各地區(qū)發(fā)展政策大氣污染的綜合防治,必須從協(xié)調(diào)本地經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護之間的關(guān)系出發(fā),對各類污染源的種類、數(shù)量、時空分布等進行全面調(diào)查的基礎(chǔ)上,結(jié)合本地地形、氣象等實際情況,全面規(guī)劃和合理布局工業(yè)園區(qū)、商業(yè)區(qū)、居住區(qū)、文教區(qū)及生態(tài)園區(qū),逐步搬遷市區(qū)污染嚴重的工廠和農(nóng)業(yè)用地,從而能夠最大限度的減輕區(qū)域大氣環(huán)境的影響。(二)熱電利用、采用低低排放的方式治理煤煙型污染城市取暖、供熱及居民生活需要消耗大量能源,同時也造成嚴重大氣污染。分散于千家萬戶的爐灶和各單位的小型鍋爐,低矮眾多,煙囪林立,形成面源污染。這些小鍋爐及爐灶分散眾多,不僅造成能源浪費,又不便于治理。集中供熱不僅可以提高熱能利用率,而且便于安裝高效除塵設(shè)備和采用高煙囪排放,是解決海拉爾地區(qū)煤煙型污染最行之有效的途徑。截至到2004年底,海拉爾已實現(xiàn)集中供熱面積357萬m2,市區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的450萬m2的分散采暖鍋爐將分階段拆除并接入集中供熱。加上舊城區(qū)改造,到2008年,海拉爾集中供熱面積將達到1000萬m2,市區(qū)除工業(yè)鍋爐煙囪外,基本見不到采暖鍋爐煙囪。(三)高效除塵器系統(tǒng)對工業(yè)企業(yè)鍋爐和窯爐實現(xiàn)全面達標,特別是對水泥、熱電、制酒、乳品、造紙等企業(yè)以安裝靜電、文丘里水膜、多管等高效除塵器為主,同時對接網(wǎng)條件不具備的采暖鍋爐應(yīng)安裝多管除塵器。對安裝除塵設(shè)備的鍋爐和窯爐,實行在線監(jiān)測或加強監(jiān)督監(jiān)測,對達不到排放標準的鍋爐和窯爐限期治理實現(xiàn)達標排放。(四)發(fā)展清潔能源,推動綠色低碳發(fā)展改善能源結(jié)構(gòu),推廣使用清潔能源是解決北方城市煤煙型污染的重要措施之一。海拉爾從進入90年代起,隨著大規(guī)模的城市改造,城市化進程不斷加快,樓房不設(shè)燃煤爐灶,強制推廣液化石油氣,使海拉爾的能源結(jié)構(gòu)稍稍的發(fā)生了變化。到目前,海拉爾液化石油汽使用率達到70%。為了進一步推廣清潔能源,在集中供熱的基礎(chǔ)上,取締燃煤洗浴鍋爐,改用電鍋爐。推廣家用太陽能熱水器或家用電熱水器。充分利用本地區(qū)充足的電能、太陽能資源。(五)安裝催化凈化裝置加強機動車尾氣的監(jiān)測和路檢路查,對尾氣排放不達標的機動車,強制安裝催化凈化裝置,嚴禁不合格機動車(污染產(chǎn)品)在海拉爾地區(qū)銷售,推廣使用全自動供油系統(tǒng)機動車和三元催化裝置治理尾氣機動車。加強報廢機動車的管理,不合格機動車嚴禁上路,嚴禁報廢機動車上路行駛。(六)建設(shè)有利于大氣so2氣體的監(jiān)測點綠色植物不但調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源,同時還具有吸收CO2、SO2