2009-07-31 02:25:29
“如果不對氮氧化物的排放進行控制,我國‘十一五’期間削減二氧化硫10%的努力,將因氮氧化物排放的顯著上升而全部抵消。”在日前環境保護部科技標準司召開的大氣氮氧化物污染控制技術研討會上,這一觀點得到了多位專家的認可。對此,清華大學環境科學與工程系教授賀克斌給出了一個形象的比喻:不要把甲肝治成乙肝。
研究顯示,如果不進一步采取有效的措施控制氮氧化物排放,未來15年中國氮氧化物的排放量將繼續增長,到2020年可能達到3000萬噸以上。如此巨大的排放量,勢必對公眾健康、生態環境和社會經濟造成嚴重影響。
環境保護部科技標準司組織召開的這次研討會是我國環境科技界新研究成果的大匯集。與會專家主要討論了“十二五”期間對氮氧化物進行控制的緊迫性和必要性,氮氧化物控制的總體技術路線或途徑,相關質量標準、排放標準、法律法規、經濟政策的完善,現有氮氧化物控制技術狀況,相關環保產業的現狀和潛力,監測技術與后期核查技術,削減氮氧化物排放與空氣質量的關系等6個方面的問題。
二氧化硫減排不放松,氮氧化物要重視
氮氧化物應當作為“十二五”期間重點控制的污染物
在此次研討會上,與會專家一致認為,鑒于我國大城市復合型污染已經出現,所以在不放松對二氧化硫控制的基礎上,應加強對氮氧化物的控制。
清華大學環境科學與工程系教授賀克斌在研討會上展示了美國NASA衛星反演我國2005~2008年二氧化硫濃度變化的示意圖。從這張圖上可以看出,在2007~2008年我國二氧化硫的排放量是下降的。但是,賀克斌說:“根據NASA提供的數據,在這期間氮氧化物的排放量肯定是上升的。”
氮氧化物到底對環境有什么樣的影響?作為一次污染物,氮氧化物本身對人體健康有較大危害。近年來,北京、廣州、上海和深圳等大城市二氧化氮濃度普遍較高,小時濃度超標現象經常發生,且呈逐漸增加趨勢。衛星遙感發現,我國東部地區二氧化氮濃度值增加量明顯高于世界其他地區,北京到上海之間的工業密集地區已經成為世界上對流層二氧化氮污染最為嚴重的地區。
同時,氮氧化物還是臭氧和酸沉降等二次污染的重要前體物。灰霾是近年的天氣預報中經常出現的一個詞,其形成與氮氧化物有很大關系。這種像霧又不是霧的天氣現象,給人們的生活和健康造成了很大影響。據統計,近年來,我國大部分地區,特別是珠江三角洲經濟發達地區大氣能見度日趨下降,灰霾天數增加。以深圳為例,上世紀80年代灰霾天數年平均約為6天,進入2001年以來,年平均為122天,到2004年增至177天。
另一項研究結果顯示,氮氧化物排放量的顯著增加使得我國酸雨污染已經由硫酸型主導,向硫酸和硝酸復合型轉變,硝酸根離子在酸雨中所占的比例從上世紀80年代的1/10逐步上升到近年來的1/3,這表明氮氧化物排放已經成為我國酸雨控制的又一重要污染物。
因此,有人將對氮氧化物排放的控制,總結為“一石擊五鳥”,包括生態系統問題、水體富營養化問題、臭氧問題、顆粒物灰霾問題、大氣中氮氧化物問題。唐孝炎說:“現在來看,在全國,特別是在珠江三角洲、長江三角洲、京津冀等地區的大氣污染很嚴重,都是復合型污染。我國大氣污染特點不僅是多污染物排放,更是多污染物高濃度排放,這是其他國家沒有的。多污染物高濃度排放就造成大氣之間發生各種各樣的物理和化學反應,形成二次污染物。大氣氮氧化物會影響大氣的氧化性,造成光化學污染、二次顆粒物大大增加、灰霾問題等,已經到非解決不可的地步了。”
城市二氧化氮不是普遍達標了嗎?
二氧化氮不能全面反映氮氧化物的環境影響
在2000年,原國家環保總局下發《關于發布〈環境空氣質量標準〉(GB3095-1996)修改單的通知》(環發〔2000〕1號),對1996年頒布執行的《環境空氣質量標準》(GB3095-1996)進行了局部調整,主要是去除了氮氧化物標準,放寬了二氧化氮的二級標準。多位與會專家認為,這一標準僅考慮了氮氧化物作為一次污染物本身對人體健康的影響,忽視了氮氧化物對細粒子、臭氧生成影響的多重環境意義,而城市二氧化氮的普遍達標也一定程度掩蓋了我國氮氧化物的污染狀況。
我國目前的城市環境空氣質量考核指標還是二氧化硫、二氧化氮和PM10這三項,臭氧沒有納入考核指標。事實上,臭氧對與人類和農業健康的危害不亞于前面的三項。因此,專家提出,只有將臭氧納入環境質量考核體系,以臭氧控制為切入點控制揮發性有機化合物和氮氧化物的排放,才能有效控制我國主要城市大氣污染不斷加重的趨勢。另外,專家建議要盡快開展氮氧化物對細粒子、酸沉降的污染調查,并制定相關控制措施。
我國環境質量標準中只有二氧化氮二級標準。二氧化氮與氮氧化物有一定的關聯,二氧化氮在一定程度上反映了氮氧化物的污染問題,但由于目前監測點位的設置不盡合理,未能充分反映從一氧化氮到二氧化氮的遷移轉化,使得當前二氧化氮監測結果與API評價方法不能全面反映我國氮氧化物的污染現狀。
氮氧化物排放有哪些地區和行業重點?
應將珠江三角洲、長江三角洲、京津冀地區和一些重點行業,作為控制重點
據估計,1995~2005年間,我國氮氧化物排放量年增長率在6%以上。在2005年,全國氮氧化物排放總量為1990萬噸,其中火力發電是最大來源,占到36%左右,其次是工業和交通運輸部門,分別貢獻了23%和20%。相關調研結果顯示,目前除了電力企業外,多數企業對氮氧化物的重視程度不夠,環保局對氮氧化物排放的監管不足,企業、環保局對氮氧化物的底數不清。隨著火力發電和機動車保有量的進一步增長,氮氧化物在這兩個行業集中排放的現象將進一步凸顯。
從空間分布來看,氮氧化物排放主要集中在東部地區。據測算,全國80%以上的氮氧化物排放量來自于人口密集、工業集中、經濟發展較快的中東部地區,如廣東、遼寧、河北、山東等地。這也造成珠江三角洲、長江三角洲和京津冀三大城市群的氮氧化物污染及二次污染問題突出。從單位面積排放強度來看,排放量最大的地區依次是上海、天津和北京。
長期以來,圍繞氮氧化物的控制問題,環境保護部組織開展了一系列的研究和探索工作,有些取得了相當大的突破。在“十一五”期間,圍繞著氮氧化物的控制,環境保護部科技標準司安排了一系列的科研項目,有些項目已經產生了一些成果。2007年,國家公益性項目還專門針對氮氧化物設置了“我國未來15年氮氧化物污染控制技術途徑研究”、“主要大氣污染物排放總量分配與監控實施辦法研究”等項目。這些項目的階段性成果,將為下一步氮氧化物的控制工作提供技術支持。
要控制氮氧化物污染排放的形勢,控制重點行業和地區是關鍵。我國氮氧化物行業排放標準制訂工作起步較晚,目前在工業爐窯和煉焦爐的大氣污染排放標準中仍沒有規定氮氧化物的排放限值。而在僅有的《火電廠大氣污染物排放標準》、《水泥廠大氣污染物排放標準》、《鍋爐大氣污染物排放標準》中,雖然規定了氮氧化物濃度限值,但這些標準普遍存在過于寬松的問題。與會專家指出,當前迫切需要修訂和完善一批行業氮氧化物排放標準,以推進我國的氮氧化物污染防治工作。
同時,與會專家也提醒,在制定氮氧化物排放標準的時候,要給排污權交易留出足夠的空間。只有這樣,才能吸引企業去進行排污權交易,用最少的社會成本來推動氮氧化物的減排。還應該注意到,我國的環保產業準備不足,應給國產技術的發展留下一定的空間,支持我國環保產業的發展。另外,催化劑還存在環境安全隱患的問題。
專家認為,應該將珠江三角洲、長江三角洲、京津冀地區和一些重點城市,作為控制重點。這主要是考慮到城市的復合型污染問題,特別是灰霾的控制。也有專家認為,重點控制區應當包含更多的地區,甚至包含整個東部地區,這更多地關注了區域酸沉降的控制問題。在重點城市的選擇上,一些專家認為應當包含所有的省會城市,也有專家主張應該按城市規模和污染狀況來進行選取。
總體控制路線及途徑如何選擇?
一步到位不合適,國家目標、區域目標與城市目標應相結合
在氮氧化物的總體控制路線及途徑選擇方面,與會專家一致認為應分階段逐步進行,一步到位是不合適的。在目標問題上,國家目標、區域目標與城市目標應相結合。其中,國家目標以控制高架源為主,以控制酸雨、臭氧和細粒子污染為目標;而區域目標以機動車和面源控制為主。
從各國控制氮氧化物排放的實踐經驗來看,首先要控制重點行業的排放。國電環境保護研究院副院長朱法華列出了這樣一組數據:2007年我國火電氮氧化物排放量約為840萬噸,比2003年的597.3萬噸增加約40%,而同期火電裝機容量增長91%,火電煤耗量增長61%,這說明我國火電單位發電量的氮氧化物排放水平總體呈逐步下降的趨勢。
北京市勞動保護科學研究所莊德安分析了其中的原因:首先,大容量高效機組增速加大,單位發電煤耗有所降低;其次,新增的這些機組大多采用了低氮燃燒技術,使單位發電量的氮氧化物排放水平呈下降趨勢;另外,關停小機組、在役機組的低氮燃燒技術改造和新增機組部分煙氣脫硝裝置的建成并投入運行,對降低氮氧化物排放水平也起到了一定作用。莊德安認為,這為進一步控制火電行業氮氧化物的排放提供了良好基礎,但與發達國家相比,我國火電行業單位發電量的氮氧化物排放水平依然很高,為3.1克/千瓦時。這一水平與發達國家1999年的排放水平相比,約是美國的1.3倍,德國的3.4倍,日本的10倍。
截至2007年年底,我國已建成煙氣脫硝裝置26臺(套),總裝機容量為1125萬千瓦。但是,根據現場調查的結果,這些已建成的脫硝裝置,除少數電廠能堅持運行外,其余電廠均是時開時停,沒有連續投入運行。朱法華在分析其中的原因時認為,一是企業的氮氧化物排放濃度能夠滿足現行排放標準的要求,沒有減排壓力;二是沒有相應經濟政策的支持,沒有減排的動力。他建議,要修訂現行的排放標準,同時實施煙氣脫硝電價政策,對企業運行脫硝裝置給予經濟補貼。
要改善城市或城市群區域空氣質量,與會專家認為,應優先控制機動車的氮氧化物排放。清華大學的賀克斌提出,要從單車排放、油品質量和道路工況3方面推動機動車污染控制。這一方面要加快推進大城市以公共交通為發展導向的交通發展戰略,另一方面要提高車輛排放控制水平,實行更為嚴格的排放標準。同時,配合新車排放標準的實施,要制訂車用燃油標準,改善油品質量,解決燃油標準滯后于排放標準的問題。而要全面降低交通部門的排放水平,加強對非道路機動車的管理也是很重要的內容。
國內外有很多經驗教訓值得借鑒
國內環保產業水平亟待提高,一些關鍵技術和材料仍依賴進口
在控制氮氧化物排放方面,歐美很多國家已經取得了一些成績,但其中也有很多經驗和教訓值得借鑒。在研討會上,唐孝炎院士提到了美國在控制氮氧化物方面經歷的曲折。
1943年,美國洛杉磯發生了光化學煙霧事件,之后美國在1978年制定了揮發性有機化合物的控制標準。但是,這項標準在執行了十幾年之后,美國南方在上世紀90年代發生了“南方大煙霧事件”。此時,美國開始反思控制政策,轉而控制氮氧化物的排放。日本與美國不同,一開始就控制氮氧化物的排放,執行嚴格的二氧化氮控制標準,取得了明顯的效果。
在研討會上,與會專家還提出了另外一個問題:在二氧化硫治理的過程中,引進了很多國外的技術。因此,在推進脫硫的過程中,真正賺錢的是國外的公司。而要控制氮氧化物排放,就意味著要進行煙氣脫硝。我國煙氣脫硝的技術引進存在較多問題,目前,國內環保產業發展水平亟待提高,一些關鍵技術和材料主要依賴進口。
據北京市勞動保護科學研究所莊德安介紹,除個別單位開發了具有自主知識產權的核心技術外,很多國內環保公司引進了國外的煙氣脫硝技術,但大多處于引進、消化和應用的初級階段。而且,目前普遍采用的選擇性催化還原技術中的催化劑基本依賴進口,而還原劑液氨屬于危險化學品,使用過程中的環境安全影響問題也需要引起關注。