大气污染控制与管理

随着工业、交通运输等国民经济各部门的迅速发展、城市化程度的提高,大气污染问题已引起世界各国的重视。为了控制环境的污染,保护和改善人类生活的环境质量,必须采取有效的对策,包括研究对污染源的治理技术,改革旧的工艺,以控制污染的排放;制订合理的大气质量标准和大气污染的排放标准;提出有关大气污染的综合防治措施,地环境进行全面管理,以求做到经济合理的发展经济和保护大气环境。

1.主要大气污染治理技术
1) 烟尘治理技术
大气中固体颗粒污染物燃料燃烧关系密切。减少固体颗粒物的排放方法可分两大类:一是改变燃料的构成,以减少颗粒物的生成,比如用天然气体代替煤、用核能发电取代燃煤发电等。二是在固体颗粒物排入到大气之前,采用控制设备将尘除掉,以减少大气污染程度。

2) 二氧化硫治理技术
目前消除和减少烟气中所含二氧化硫的量,主要有两种方法:燃料脱硫和烟气脱硫。

  1. 燃料脱硫

目前消除燃煤中的硫分尚无很好的办法,只是重油脱硫取得了一定的进展。重油中的硫大部分为有机硫。要想使重油中硫分降低,必须破坏硫化物中的C-S键,使硫变成简单固体或气体的化合物,而从重油中分离出来,可采用加氢脱硫催化法。根据工过程的不同,又分为间接脱硫和直接脱硫。

  1. 间接脱硫法

是将常压残油在加氢脱硫过程中,采用减压蒸馏,催化剂用氧化铝为载体,其上附有金属成分,这样生成的H2S和NH3可相互结合为硫氢化铵。用这种方法可将含硫4%的残油变为含硫2.5%左右的脱硫油。

  1. 直接脱硫法

这种方法是从改进催化剂入手,直接对残油加氢脱硫。此法效果好,可使脱硫油硫含量下降到1%。

  1. 烟气脱硫

由于烟气量大,含硫低,烟温高,给脱硫技术带来不少困难,不少方法尚处于试验阶段。烟气脱硫方法一般可分为湿法和干法两大类:
湿法:把烟气中SO2和SO3转化为液体和固体化合物,从而把它们从排出的烟气中分离出来,其中有石灰乳法、氨法等。
干法:由于湿法脱硫后烟气温度降低,湿度加大,排出后影响烟气的上升高度,往往笼罩在烟囱周围地区难以扩散。为克服上述缺陷,采用固体粉末或非水液体作为吸收或催化剂进行烟气脱硫,称为干法脱硫。

  1. 光化学烟雾的治理

光化学烟雾主要是由于交通运输工具等移动性污染源排放的废气在大气中形成的二次污染物,要做到控制“烟雾”的形成,必须从改革城市交通运输工具和治理工业企业氮氧化物的排放入手。

2.大气污染控制途径

  1. 改变燃料构成

对燃料进行选择和处理,是减少污染物产生的有效措施。各种燃料中灰分数量有很大差别,煤的灰分量为5%~20%,石油为0.2%,天然气中灰分量更少。所以应量选用灰分量少的燃料。
我国燃料构成中以煤炭为主,应逐步扩大煤的气化设施和供应煤气的气体燃料。另外,应加强新能源的开发利用研究,如太阳能、氢燃料、地热能等,以代替煤炭燃料,减轻污染。

  1. 选择有利污染物扩散的排放方式

排放方式不同其扩散效果也不一样。目前国外较普遍采用的是高烟囱排放和集合式烟囱排放。一般地说,地面污染物质与烟囱高度的平方成反比。所以,提高烟囱的有效高度不仅能使烟气得到充分的稀释,同时,也是减轻地面污染的措施之一。但因烟囱高,当地的落地浓度虽然减少,而排烟范围地扩大了。所以采用上述措施,尚不能根本解决污染问题。集合式烟囱排放,就是将几个(一般是2~4)排烟设备集中到一个烟囱中排放,以使排放的烟气温度增加,提高烟气出口速度。这种高温,高速的烟流将呈环状吹向天空,扩散效果良好,从而使矮烟囱起到高烟囱的作用。

3) 区域集中供暖、供热
分散于千家万户的炉灶和市区密集的矮烟囱是大气烟尘的主要污染源。北方城市冬季取暖用煤量往往超过工业用煤量。采取区域集中供暖、供热,即在城市的郊外设立大的热电厂和供热站,以代替千家万户的炉灶,这是消除烟尘的有效措施。这样做有以下好处:①可以提高锅炉设备的效率,降低燃料消耗量;②可以利用废热,提高热利用率;③集中供热的大锅炉适于采用高效率的降尘器,从而大大减少粉尘的排放量;④可以减少燃料的运输量。

  1. 合理布局工业

工业布局是否合理与形成大气污染关系极为密切。工业过分集中的地区,大气污染排放量必然过大,不易被稀释扩散;相反地,将工厂合理分散布设,将有利于污染物的稀释扩散。选择厂址时要充分考虑地形、气象等条件,以利于污染物的扩散。另外,工厂区和生活区要有一定的间隔距离,尽可能留出一些空地,绿化造林,以减轻污染危害。一个城市工厂要布置在盛行风的下风向,以减少废气对城市居民区的危害。

  1. 绿化造林

绿化造林是防治大气污染的一个经济有效的方法,因为植物有吸收各种有害有毒气体和净化空气的功能,茂密的林丛能降低风速,使气携带的大粒灰尘下降。树叶表面粗糙不平,多绒毛,有的植物还能分泌粘液和油脂,吸附大量飘尘。植物的光合作用放出的氧气和吸收二氧化碳,因而能调节空气的碳氧平衡,有些植物还能吸收大气中的有毒成分。所以城市环境应保持一定比例的绿地面积,以起到净化和缓冲大气污染的作用。

3.大气污染的管理
为消除日趋严重的大气污染,除抓紧对大气污染源治理,尽量减少以致消除某些大气污染物的排放之外,还应通过其他一系列措施做好对大气质量的管理工作,包括制订和贯彻执行环境保护方针;通过立法手段,建立健全环境保护法规,加强环境保护管理等。
大气质量标准是环境管理的重要环节,它既是环境管理的手段,也是环境管理的依据。目前用于大气污染控制的标准有三类:一是大气质量标准;二是大气有害污染物的排放标准;三是工程设计标准。三者相辅相成,有着十分密切的关系。

  1. 大气质量标准

这是根据空气质量准则而制订的、在不久的将来计划达到污染物容许浓度。最高允许浓度表示在这种浓度的污染物作用下不引起居民急性或慢性中毒。空气质量标准在各国之间有很大差别。其原因是所依据质量准则、所采用的测定方法以及经济、技术、法律背景等的不同所致。世界卫生组织于1963年提出了空气质量的四级标准。

  1. 大气污染物排放标准

这是为达到空气质量标准而制定的,或是根据实际可行的最佳方法而制定的,它常反映了除技术原因外的社会、经济情况。各国在标准制订方法和标准规定值方面有很大的不同,有时很难相互比较。

  1. 工程设计标准

常常是排放标准的辅助标准,也可直接根据空气质量标准而制订。例如,对锅炉燃料的种类、除尘设备的效率、烟囱的高度、卫生防护距离等的具体规定。