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賀克斌院士解讀“2+26”城市大氣污染的排放特征和治理途徑

發布日期:2019-03-15 作者:BME
2017年4月大氣重污染成因與治理攻關項目實施以來,取得了階段性成果:已基本弄清了京津冀及周邊地區大氣重污染成因;在大氣污染源治理方面開展了重點研究,首次采用統一的方法標準編制了“2+26”城市排放清單,大幅提升清單的時空分辨率,更好地支撐精細化的污染源管控,提出了京津冀及周邊地區非電行業重點排放源及重點污染物的強化管控措施。

具體成果如下:

建立了源類最全、數據量最大的區縣級精細化污染物排放清單


與2016年相比,2017年“2+26”城市SO2、NOx、PM2.5、可吸入顆粒物(PM10)、揮發性有機物(VOCs)、NH3和一氧化碳(CO)等污染物排放量同比下降6%–31%,以上污染物排放量同比分別下降31%、16%、18%、16%、12%、6%和14%。其中,SO2排放降幅最大,NH3排放降幅最小。

從時間分布來看,有機碳、黑炭、SO2和一次PM2.5在采暖季的月均排放水平分別是其他月份的3.6、2.7、1.7和1.4倍;保定、濮陽、太原、陽泉、長治、晉城等散煤用量大的城市,秋冬季月均排放水平更高。而NOx和VOCs的排放量隨季節變化不大,NH3在夏季的排放量高于冬季。

從空間分布來看,區域內污染物排放量最大的城市依次為唐山、天津、石家莊、邯鄲、淄博,排放強度最大的城市依次為唐山、淄博、濮陽、安陽、濱州。鋼鐵及焦化行業主要分布在唐山和津冀魯豫交界地區,是這個區域各項污染物排放強度高的主要原因;玻璃行業集中在邢臺、淄博等地,是這個區域NOx、一次PM2.5排放高的主要原因;石化化工主要集中在淄博、天津、滄州、石家莊等地,是這個區域VOCs排放強度高的主要原因。

從重點行業排放主要污染物來看,區域NOx排放來源中移動源約占50%,此外電力、鋼鐵、鍋爐、焦化占比較高;一次PM2.5排放中除揚塵外,主要來自民用燃燒、鋼鐵、生物質燃燒和其他工業源;VOCs排放主要來自石化化工、道路移動源、焦化、溶劑使用和其它工業源;NH3排放主要來自農業源(占85%),其中畜禽養殖占57%,氮肥使用占20%。

從城市污染源結構特征來看,探索性地將“2+26”城市按污染源結構特點劃分為6種類型。其中,天津、石家莊、唐山、邯鄲、濟南、淄博、安陽等城市為綜合工業污染類;北京、滄州、鄭州等城市為偏機動車及溶劑類;邢臺、太原、長治、陽泉、晉城、聊城、濱州等城市為偏煤焦鐵類;廊坊、衡水、濟寧、德州、新鄉等城市為偏溶劑使用類;保定、鶴壁、焦作等城市為偏建材污染類;菏澤、濮陽、開封等城市為偏農業及石化化工類。


區域產能配比、柴油車和氨是下一步重點治理對象

研究表明,區域內能源消費結構較為單一,煤炭消費比重大,煤焦生產、石油冶煉等能源加工企業集中。京津冀晉魯豫六省市2016年單位國土面積煤炭消費量高達2000噸/平方公里,一次能源消費中山東、河北、河南、山西的煤炭占比都超過3/4。

在能源消費結構方面,六省市可分為煤炭依賴型和煤油氣綜合型,其中北京、天津、山東屬于煤油氣綜合型,山西、河南、河北則屬于煤炭依賴型。

在產業結構方面,區域內鋼鐵產能巨大、冶金企業扎堆,鋼鐵、焦化、冶金、水泥等高污染、高能耗產業在唐山和晉冀魯豫交界地區高度集中,晉冀魯豫交界地區小冶金企業扎堆且裝備、治理、管理水平落后,且焦炭-鋼鐵、炭素-電解鋁產能的配比不合理,是下一步產業結構調整的重點區域。

在交通結構方面,區域內大宗物料運輸量大,煤炭、鋼鐵、金屬礦石等運輸占到京津冀貨物運輸量的42%以上,且來自山西、內蒙等地的煤炭等大宗生產原料運輸以柴油貨車為主,區域內柴油車NOx和顆粒物排放分別占汽車排放總量的65%和99%,是下一步交通結構調整的重點領域。

在重點污染物方面,研究表明,苯、甲苯、二甲苯、乙烯、甲醛等是京津冀區域VOCs污染治理的關鍵控制物種,汽油轎車、橡膠品制造、煉焦、瀝青鋪路、化學原料制造、涂裝等是關鍵控制源類。京津冀區域大氣氨(NH3)排放主要來自農業生產,農業源占比達85%以上,其中畜禽養殖占比57%,氮肥施用占比20%,是NH3減排的重點管控對象。

提出重點行業最佳可行技術和綜合整治方案,評估各種措施的減排潛力


針對鋼鐵企業,按照有組織和無組織排放,分別提出在京津冀及周邊地區實施有組織源超低排放、無組織源“管控治”和大宗貨運強化監管的綜合整治方案,估算鋼鐵行業NOx和顆粒物排放可分別減少38%和77%左右。

針對建材行業,結合行業分布提出在京津冀及周邊地區實施淘汰落后產能、強化工藝管控、逐步推進超低排放技術改造和加強無組織管控的綜合整治方案,估算水泥行業NOx減排和磚瓦窯顆粒物減排分別可達34%和31%左右。

針對柴油車管控,提出結構調整、過程監控和末端治理措施,通過對物流通道和集散特征分析,提出大宗物料運輸調整方向;在唐山市建立重型車遠程在線監控示范項目,對柴油車錯峰運輸以及重污染天氣柴油車管控起到技術支持作用,分類評估不同柴油機顆粒物和NOx治理改造技術,提出適用于不同用途在用柴油機的后處理改造升級技術方法,在天津和邯鄲市示范應用。


提出VOCs及氨排放深化治理技術,可大幅減少氨排放量


針對VOCs排放管控,提出化工園區全方位監控技術及工業涂裝過程排放控制途徑,并擬在山東濱州京博石化開展示范應用,實現園區點源-線源-面源的全方位監測。

針對氨排放管控,提出農業氨排放強化治理方案并進行定量評估,通過采用密閉式豬舍、豬糞堆肥生物除臭控氨等技術,可實現畜禽養殖業氨減排50%左右;在北京、邯鄲兩地示范應用脲酶抑制劑氨減排技術,可實現氮肥施用氨減排69%-85%。

治理措施可有效降低PM2.5濃度,最高達28%

在各種治理措施帶來的減排量中,燃煤鍋爐綜合整治、散煤治理和“散亂污”企業整治等措施減排了80%的SO2和50%以上的一次PM2.5、NOx和VOCs;錯峰生產及重污染應急等臨時性措施對一次PM2.5、NOx和VOCs的減排比例超過40%。其中,散煤治理措施可使“2+26”城市PM2.5濃度下降3%–28%;燃煤鍋爐綜合整治可使“2+26”城市PM2.5濃度下降1%–15%;錯峰生產和重污染應急措施可使“2+26”城市PM2.5濃度下降4%–21%。

賀克斌 院士
清華大學環境學院教授、院長,中國工程院院士,國家大氣污染防治攻關聯合中心副主任,大氣重污染成因與治理攻關總體專家組成員,國家環境保護咨詢委員會委員,中國環境科學學會副理事長


來源:國家大氣污染防治攻關聯合中心

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