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雾霾治理:路漫漫其修远

  来源:互联网    关键词: 雾霾    治理 

我们对雾霾同仇敌忾,却又倍感无奈。除了口罩与净化器,有无快速、高效之法治理雾霾?是何原因导致一城又一城的重重雾霾?出法令、关工厂、停机器,治霾措施一拨又一拨,为何人们却有雾霾愈发严重之感?饱受雾霾困扰的不仅中国,国外成功治霾经验能否借鉴?究竟何时中国才能重回蓝天白云环绕的清洁生活?

雾霾成因

雾霾的形成需要两个条件:一次排放污染物和气象条件。

形成雾霾的内因是一次排放污染物,如二氧化硫、氧氮化物、一氧化碳、碳氢化合物、颗粒物等。

外因是适合上述一次污染物大量二次转化的气象条件,主要有四个:一是风,影响污染物横向扩散;二是逆湿,即高空气温高,地表附近气温低(正常情况下温度会随着高度增加而下降),其影响扩污染物纵向扩散;三是湿度,影响凝结核化学变化的过程;四是光照,加剧化学反应。

在内外因共同作用下,一次污染在大气中相互作用,经化学反应或光化反应形成与一次污染物物化性质完全不同的新的大气污染物,即为二次污染物,如臭氧、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯(PAN)等。

冬季,由于气团稳定、天气较干燥,逆温层气候频繁。晴朗、干燥的静稳天气中,地面散热迅速,近地面气层降温多,从而在低空形成辐射逆温层。一方面,逆温层如同“棉被”将城市的一次污染物阻滞在低空(图1);另一方面,近地面层大量聚积水汽,会在逆温层下形成辐射雾,创造了极好的雾霾生成条件,促使一次污染物大量二次转化。在逆温层与静稳天气等气象条件下,空气中的大气污染物浓度会比对流频繁(有风)的时期提高5-10倍。

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在同样多雾的气象条件下,南方地区几乎不存在小锅炉取暖,一次污染物排放量相对少,二次转化增量少,霾的指数也相对低;北方地区由于大量燃煤供热,一次污染物排放大大增加,再经过逆温层的二次“发酵”后,大气污染物急剧上升,环境承载力突破临界点而形成雾霾,最终致供暖季北方地区雾霾频发。

此外,地形也会对雾霾的形成有影响。

如北京东、北、西三面环山,西面、北面的弱冷空气不易进入平原地区,或者途经山脉后强度减弱,而来自北京南面的外来污染物却能长驱直入(图2),且被西北方位群山阻挡,客观上导致雾霾难以快速消散。刮北风时,逆温层被吹散,雾霾也即刻消散。

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雾霾源头

IEA的研究成果表明,超过99%的二氧化硫与氮氧化物、85%的PM2.5、92%的一氧化碳以及66%的挥发性有机化合物排放来自电力、工业、居民生活、交通、农业等领域的能源使用过程(图3)。

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不同化石能源使用产生的污染物排放种类不同,排放方式也不同,对环境的影响有较大差别(表1)。2015年,煤炭在我国一次能源消费中的比重高达64%,石油消费占18.1%,天然气消费仅为5.9%,一次电力及其他能源占14.5%。

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科学考虑排放污染对环境的影响不仅要区分能源品种,更要区分各种燃烧设施对雾霾的影响。如煤炭污染应区分电煤与散煤的污染。我国的煤炭消费中约有50%为电煤,散煤主要包括家庭取暖、餐饮等用煤,以及一些水泥厂、玻璃厂、钢厂、工业用的小型锅炉(平均容量在8吨/小时),约占煤炭消费总量的15-20%。电厂对脱硫、脱硝、除尘要求较高,其他种类的煤炭消费排放则相对高,如工业锅炉(65吨/小时以下)中烟尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物的排放则比普通煤电厂高出2-4倍。散煤燃烧单体容量小,脱硫、脱硝处理环保成本极高,目前尚未制定散煤排放标准,业内普遍认为散煤燃烧排放一般为电厂排放的10倍。

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