雾霾成因新发现和治理 揭秘雾霾现象产生原因和应对措施

6.雾霾治理应该是雾霾爆发后大气污染治理的首要任务,而不是持续超标治理过程中存在严重缺陷导致雾霾的常规污染物。1.在湿法脱硫脱硝高歌猛进的时期,常规污染物排放量快速下降,突然大面积爆发极其严重的雾霾。有必要反思一下,采取大刀阔斧的措施来补救,但事实并非如此。2...

6.雾霾治理应该是雾霾爆发后大气污染治理的首要任务,而不是持续超标治理过程中存在严重缺陷导致雾霾的常规污染物。

1.在湿法脱硫脱硝高歌猛进的时期,常规污染物排放量快速下降,突然大面积爆发极其严重的雾霾。有必要反思一下,采取大刀阔斧的措施来补救,但事实并非如此。

2012年,燃煤烟气治理设施改造突击进行。2013年1月1日后,原本期待***2007年脱硫涨价带来的辉煌。通过脱硝提价和严格管理,大气污染治理上了一个新台阶。然而,2013年1月1日,雾霾爆发。对此的应急反应是,大气污染治理工作向酸雨控制方向持续加码,已经陷入常规污染物排放水平达到国际先进水平的“死胡同”,但雾霾仍然不断发生,即使在新冠肺炎疫情期间,一般经济活动几乎停滞。

雾霾期间,治理过程就像陷入了一个“死循环”:雾霾重,拼命要求减少氮氧化物等污染物;此时,企业需要注入更多过剩的氨气,导致氨气排放更加严重;多余的氨排放进一步形成更严重的雾霾,进而要求更严格的氮氧化物排放。

由于技术支持不足,为了达到远低于国际水平的氮氧化物超低排放标准,必须注入更多的氨气。过量的氨/铵通过各种途径(飞灰附着、脱硫废水、少量净烟气排放等)进入大气。),并成为大气中碱性物质的唯一来源,为雾霾的主要成分盐的生成创造了必要条件。

如果没有大的雾霾爆发,大气污染治理可以按照酸雨治理的老路继续走下去,以***、氮氧化物、烟尘为主治理,这也是伦敦防治煤烟雾霾的成功经验。

图9雾霾日数和火电污染物排放量变化趋势

(图9为全国火电厂烟尘、***、氮氧化物排放变化情况(山东趋势相似)和山东省雾霾天数。常规污染物快速下降的2012-2015年,也是雾霾天数急剧上升并维持高位的一年。如果考虑2012年以后的轻雾天数,就更不可思议了)

2013年雾霾爆发后,治理大气污染的首要任务应该是根治雾霾,而不是继续增加造成酸雨的***、氮氧化物或煤烟等常规污染物的量,更何况华北平原的酸雨早就消失了。治理雾霾主要是治理盐、酸、碱形成的盐;酸雨控制主要是酸控制,和其他两个有本质区别。

实际上,由于常规污染物控制设施的缺陷,雾霾是一种次生灾害。走的是控制常规污染物的路子,二次细颗粒物浓度飙升然后长期在高位徘徊,雾霾的物质基础还在,铁腕治理多年必然导致雾霾。

2.由于种种原因,在大雾霾爆发后,我们仍然强化导致大雾霾爆发的有缺陷的燃煤烟气控制措施,甚至加码。

数据分析表明,雾霾日数激增与湿法脱硫脱硝耗煤量快速增加密切相关,而与***、氮氧化物和烟尘排放量呈负相关。这并不是说***和氮氧化物排放量的减少导致了雾霾,而是导致两者排放量减少的烟气处理过程产生了二次污染。就像过度追求GDP而忽视环保,过度追求几个片面的考核指标,在治理过程中没有控制好二次污染物,导致雾霾爆发。

各年雾霾天数激增与PM2.5质量浓度或燃煤量没有太大关联。这主要是由于湿法脱硫、氨脱氮等。,导致雾霾天数与PM2.5质量浓度或耗煤量的关系发生根本变化,不再是简单的因果关系。

沿着老路走下去,甚至强化导致雾霾大爆发的有缺陷的燃煤烟气治理措施。如果常规排放指标超标,结果必然是更多的致霾污染物,雾霾治理效果并不显著。

如果看到雾霾天数的快速增加与湿法脱硫脱硝耗煤量的快速增加密切相关,就应该对症下药,大概几年前雾霾就已经治好了。

3.经过八年的雾霾治理,灰霾、大雾、轻雾,远处仍为灰色、能见度低的天数仍比雾霾爆发前高出近9倍;显然,雾霾治理仍是当前的紧迫任务,“十四五”期间实现减碳与治污协同的重点仍应是雾霾治理。

治了八年,雾霾还是经常发生。根本原因是没有认识到燃煤烟气处理的缺陷,导致雾霾大爆发。对症下药应该很快见效。在减碳和治污的协同战略下,雾霾治理应该是“十四五”期间的优先任务,以免耽误打赢蓝天保卫战的时间。

二氧化碳减排是一个长期目标,与污染物减排相协调是完全正确的。“十五”期间,应优先控制雾霾,协调减碳。

在2030年二氧化碳排放达到峰值之前,可以通过调整节能、投资结构、产业结构和能源结构来实现碳减排和污染控制的协调。但现阶段雾霾依然会很严重,考核重点还是雾霾治理任务。2030-2040年,发展核能,快速发展成本大幅降低的可再生能源,作为煤炭的替代品,是实现减碳和治污协同的关键点。2040年后,在之前措施的基础上,随着CCS技术的成熟,将采用CCS等类似脱硫脱硝措施减少二氧化碳排放,彻底实现减碳治污一体化。

4.治理雾霾刻不容缓。

根据北京大学南京大学的研究,现在雾霾每年导致38万到100万人过早死亡,严重影响人们的健康。因为雾霾前后企业关闭、季节性关闭或暂时停产,每年造成的经济损失不计其数。许多大气污染治理重点地区的相关省份经济增长受到较大影响和放缓,就业和民生受到较大影响。中国的国际声誉也受到了很大影响。电力企业、钢铁企业、焦化企业等重点行业的企业,尤其是其他许多与雾霾关系不密切但受到牵连的企业,也付出了极其沉重的经济代价。

治理雾霾刻不容缓,对症下药是关键。相关技术有很多,也很成熟。只有确认了雾霾爆发的根本原因,才能去伪存真,精准高效地治理雾霾。大气污染与碳排放协同控制的重点,在“十四五”规划中仍应是雾霾治理。二氧化碳的技术减排,以及巨大的技术进步和大幅度的成本降低,还需要很长的时间。

雾霾治理刻不容缓,找出原因是关键。涉及的系统并不复杂。从突变的角度很容易找到雾霾爆发的根源,对症下药应该很快见效。但由于人为原因,简单问题复杂化,技术问题异化,导致无法对症下药。八年的雾霾治理效果并不理想。人民健康应该是第一位的任务,是最大的政治。

5.臭氧污染问题和秋冬的雾霾是同根同源的,是不同季节和地区的差异化表现。

自2013年以来,上海的臭氧浓度也发生了突变【张小娟】,这与华北平原的雾霾爆发是同一年。之后,臭氧污染浓度也进入了一个渐变的通道。这不是巧合,而是相互印证了2013年发生了突变。

图10 2010-2016年上海O3 -8 h频数分布曲线

(图10中,2010-2012年臭氧浓度主要分布在25 ~ 60μg·m-3范围内,2013-2016年分布在60 ~ 100μg·m-3范围内;前三年模式在60左右,后四年模式在100左右,突变特征明显)

VOCs是导致2013年前后臭氧逐渐变化的因素之一,但没有突变。

华北是VOCs控制区。2013年以来,氮氧化物快速下降,这也是臭氧增加的一部分原因,这也是导致臭氧逐渐变化的另一个因素。这也是烟气处理的缺陷。

北京大学院士的研究表明,夏季臭氧污染和秋冬雾霾爆发的原因很大程度上是一样的,都是污染物排入大气后在不同季节和地区的差异。这也证实了我们的结论,臭氧浓度和霾日很大程度上是几年前突变的同源,虽然对原因的解释并不完全相同。

七。PM2.5质量浓度和空气体质量优良天数这两个绩效考核指标和指挥棒,并不是雾霾治理的关键变量。

1.PM2.5的质量浓度并不能反映雾霾爆发的现实,也不是2013年开始的雾霾治理这个极其紧迫而重要的问题的关键变量。

如果是这样,雾霾应该在2006年达到高峰,而不是2013年。雾霾爆发期间,全年PM2.5质量浓度变化不大。同样,***和氮氧化物也不是,后者的峰值在2011年。当雾霾爆发时,这两种污染物的排放量迅速下降。

图11 2006年后中国PM2.5质量浓度呈下降趋势。

(图11基于贺克斌院士的数据。PM2.5是质量浓度,不是数量浓度;如果是PM2.5的浓度,电力行业应该占比较大)

2.AQI主要看秋冬季第一污染物PM2.5的质量浓度。由于PM2.5的质量浓度不是雾霾的关键变量,AQI也不是,空气质量优良天数空也不是按照AQI计算的。

反映大气污染治理绩效的PM2.5质量浓度和空空气质量良好天数,并不是雾霾治理的关键变量。作为指挥棒,很难打赢蓝天保卫战。

由此,PM2.5的质量浓度比雾霾爆发前后下降了50%,重度雾霾天数减少。但能见度小于7.5公里的天数仍与雾霾爆发之初相近,但比雾霾爆发前低不了多少。客观来说,2013年疫情开始后,多年雾霾依旧,但重度雾霾天数减少,PM2.5质量浓度下降50%。

3.作为指挥棒,偏颇的评价指标可能会耽误雾霾治理战机。

造成雾霾爆发的是PM2.5浓度的突然升高,而不是质量浓度的变化。保持PM2.5的质量浓度下降非常重要,但粒径极小、数量众多的超细颗粒物对健康的影响也很大。它们是造成雾霾的关键变量,更需要被压低。

PM2.5的源解析是基于质量浓度,而不是导致雾霾激增的PM2.5数浓度。PM2.5源解析中的各种影响因素在雾霾爆发前就存在,并不存在突变。而真正导致雾霾爆发的突发性污染源,如可凝性颗粒物、过量氨/铵排放、带有机械雾滴的水汽等,不在PM2.5源解析范围内,也不在监测控制范围内。指导蓝天保卫战,拖延战机是必然结果。

八、由于新冠肺炎疫情封闭或大规模经济活动停滞,雾霾依然频发,反证了电力、钢铁、焦化等行业燃煤烟气处理设施停不下来的缺陷,是雾霾爆发的根本原因。

1.新冠肺炎疫情期间,雾霾依旧,因为导致雾霾的关键污染物排放依旧。

2020年新冠肺炎春节期间,经济基本停滞,但雾霾依旧。根本原因在于,在常规污染物大幅削减的同时,伴随削减过程产生大量新的致霾污染物的主要行业,或者说导致雾霾爆发的主要行业,如煤电、供热、钢铁、焦化等燃煤烟气处理设施并没有停止。

停止经济活动等。,都是影响雾霾发生的次要因素,对雾霾的爆发影响不大。

2.进一步证实,2013年初开始的雾霾爆发的主要原因是燃煤烟气控制的缺陷,而不是散煤燃烧和机动车。

大型电力或工业燃煤烟气处理设施产生的超细颗粒物,以及大气中过量氨气等污染物二次复合形成的超细颗粒物,在大气中难以沉降,每天都在积累,直到大风吹走或随雨水落到地面,或大面积雾霾爆发后湿沉降。这是造成雾霾的细颗粒物的主要来源。在高湿度的气象条件下,这些超细颗粒物成为细颗粒物二次生成的温床和加速器,雪上加霜。

在其他因素几乎停滞不前的时候,唯一不停机的燃煤烟气处理设施继续供应造成雾霾的超细颗粒物,雾霾依旧。这进一步证实了2013年初开始的雾霾爆发的主要原因是燃煤烟气控制的缺陷,而不是机动车尾气、建筑扬尘、居民散煤取暖、工业过程造成的污染等。

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