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唐山:大气污染综合治理还需“重质量”

发布时间:2023-02-02 09:23:35   来源:环境经济    
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近年来,我国大气污染治理区域联防联控实现重大创新,京津冀、长三角、珠三角等重点区域建立大气污染防治协作机制。河北省唐山市做为典型的北方资源型城市,重工业为主要经济支柱。因此,唐山的污染物排放量很大,环境容量趋于饱和,甚至超载。

“十三五”期间,唐山市政府采取了一系列治理措施,包括调整产业结构、优化产业布局、督促重点行业提标改造、控制扬尘等面源污染等,加大财政投入,制定相应的地方性法律法规。2020年,唐山PM2.5浓度达到49微克/立方米,较2015年下降40.2%,超额完成“十三五”和省年度目标。

本文通过对唐山2016~2020年空气质量监测数据的比较分析,总结污染物排放变化趋势及季节性特征。由此,对唐山下一步大气污染防治工作,提出有针对性的建议。

大气污染防治措施卓有成效

按照行业分布统计,唐山市废气重点排放集中在炼铁、炼钢、铁矿采选、机制纸及纸板制造、砖瓦及耐火材料、钢压延加工、金属结构制造、金属表面热处理及加工、(非)金属废料和碎屑加工处理、电力、陶瓷、化学原料制造、炼焦、水泥及其制品制造、食品制造等行业。这些行业的废气排放量占到唐山总污染物排放量的70%以上,能源消耗高、一次污染物排放量大。数据显示,唐山全市二氧化硫、氮氧化物排放量约占河北省的1/5。2016年唐山全社会规模以上工业煤炭消费总量7568万吨,单位面积耗煤强度达到全国最大。

“十三五”期间,根据唐山市生态环境局网站每年公布的重点排污单位名录可以看出,2016年、2017年与2015年的重点排污企业数量基本相当。从2018年开始,唐山完成了火电、造纸、钢铁、焦化等24个行业排污许可证的核发工作。2019年,唐山通过落实“摸、排、分、清”四项重点工作,到2020年完成了所有行业排污许可证核发及登记工作,梳理出重点排污单位进行重点监管。从2018年开始,唐山重点排污单位的数量逐年增加,2020年与2015年相比,重点排污单位增幅超过400%,给大气污染防治工作带来巨大压力。

随着大气污染治理工作向纵深发展,需要纳入重点管控名单的污染因子也逐渐增加。2016~2017年,唐山市采取了对所有钢铁企业烧结机实施脱硫除尘改造、淘汰燃煤锅炉、控制工地扬尘等措施,关注点主要在颗粒物;2018~2019年,脱硫脱硝、超低排放、挥发性有机物治理、机动车管控等措施开始齐头并进,同时发力。在治理二氧化硫、颗粒物的同时,氮氧化物、挥发性有机物等都纳入了管控范围。2021年,一氧化碳、二氧化碳、氨等也纳入了环保工作要点。

通过一系列综合治理措施,从空气质量数据来看,唐山的大气污染防治措施是卓有成效的。2016~2019年,唐山工业源废气污染物排放量呈逐年下降的趋势。2019年与2016年的污染物排放总量相比,二氧化硫排放总量减少48%,氮氧化物排放总量减少46.2%,烟(粉)尘排放总量减少28.8%。(如表1所示)

目前,唐山已经设置6个国家环境空气质量自动监测城市站、178个乡镇站、18个开发区和2个港口环境空气质量自动监测站。

此外,2016年至2020年,唐山六项污染物浓度值呈现逐年下降趋势。(如图1-5所示)

唐山:大气污染综合治理还需“重质量”

图1:SO2年均浓度值变化(单位:ug/m3)

唐山:大气污染综合治理还需“重质量”

图2:NO2年均浓度值(单位:ug/m3)

唐山:大气污染综合治理还需“重质量”

图3:颗粒物年均浓度值(单位:ug/m3)

唐山:大气污染综合治理还需“重质量”

图4:一氧化碳和臭氧年均浓度变化(单位:ug/m3,CO 为 mg/m3)

唐山:大气污染综合治理还需“重质量”

图5:环境空气质量综合指数变化趋势图

从环境空气质量综合指数来看,“十三五”期间,唐山市环境空气质量综合指数在5.87~7.85之间,呈逐年下降趋势,2016~2020年下降率分别是4.7%、8%、4.9%、10.2%,其中2020年下降幅度最大。(如图5所示)

从环境空气质量级别来看,“十三五”期间,唐山市城市环境空气质量优良天数在200~249之间,优良比率在58.4%~68.0%之间。其中,2020年严重污染天数为0,重度污染天数也降至个位,优良天数整体呈增多趋势。

从季节分布来看,秋冬季是除臭氧外,其他污染物排放浓度较高季节,因此秋冬季重污染天气频发。尤其是京津冀及周边地区,进入采暖季后重污染天气呈高发态势。特别是2016~2019年,进入冬季以后,PM2.5排放浓度呈现逐步上升趋势。

2016年11~12月,京津冀地区出现了6次影响范围广、持续时间长的重污染天气。特别是12月中下旬,全国出现大范围、长时间的重污染天气,35个城市启动红色预警,唐山等多地空气质量指数“爆表”。冬季重污染天气频发较大幅度拉升了全年PM2.5平均浓度,成为现阶段大气污染治理的难点。除了PM2.5,一氧化碳排放浓度同样呈现取暖季和非取暖季的季节性特征。

值得一提的是,臭氧污染的季节性特征更为明显,一般5~9月浓度较高。夏天强烈的太阳辐射和较高的温度,容易导致光化学烟雾产生。持续高温和强日照天气,有利于氮氧化物和挥发性有机物发生大气光化学反应,从而生成近地面臭氧等强氧化剂。因此,在夏季,臭氧会随着气温上升而增多,污染也就更加严重。

大气污染控制重“总量”,

也应重“质量”

从污染控制因子来看,长期以来,唐山的污染控制重点更多放在二氧化硫和工业烟、粉尘上,围绕空气质量改善的多污染物综合控制体系也是在2020年刚开始着手建立,对细颗粒物和臭氧影响较大的氮氧化物和挥发性有机物控制起步较晚,这在“十三五”空气质量监测数据上就有直接体现。

例如,唐山市钢铁企业烧结机所有SCR脱硝设施均是2018年下半年完成投入使用,脱硝剂厂家承诺其有效使用寿命为3年。因此,钢铁烧结机、焦化等行业采用SCR法脱硝设施,核心部件催化剂大部分已超过设计使用寿命或即将达到设计使用寿命,超过使用寿命的催化剂,脱硝效率将大大降低,甚至失效。有些企业通过加大喷氨量来弥补,但是会造成成倍的氨逃逸,氨逃逸排放也是形成PM2.5的主要污染物,比氮氧化物对PM2.5的形成贡献率更高。

大部分重点排污企业安装的在线设施由第三方公司运维,但是由于运维成本较高,已建成的环保治理设施由车间部门员工负责。这样一来,对治理设施运行维护岗位操作人员的要求会大大提高,岗位工人操作水平将直接影响治理效果。

例如SCR脱硝设施高效使用必须依托较高的操作管理水平,包括:脱硝剂反应区温度控制、脱硝剂表面粉尘的及时清灰、实际喷氨量控制、烟气升温加热炉的炉温控制等,都直接影响治理效率。

近几年来,我国大气污染类型发生了明显变化,从单一污染阶段进入复合污染阶段。

过去我国城市大气污染主要以煤烟型污染为主,现已过渡到机动车尾气型与煤烟型污染共存的复合污染阶段。区域性灰霾天气日益严重,光化学烟雾污染频率增加,PM2.5、挥发性有机物、大气重金属的排放量显著增长。

目前,我国二氧化硫、氮氧化物等污染物总排放量得到了控制,但空气质量并未得到有效改善。

控制对策及措施建议

大气污染防治是一项庞大且复杂的长期性工程,不仅需要投入巨大的资金,还需要更高、更先进的治理技术,同时,也需要提高公众对此项工作的认知和参与度。随着大气污染防治工作进入“深水区”,需要管理水平上台阶、治理措施多样化、控制思路创新化。对于唐山如何应对上述问题,笔者有如下建议。

一是加快产业结构调整。从源头上削减污染存量、拓展环境容量。加快重污染企业退城搬迁,加速关停1000立方米以下高炉、100吨以下转炉,从源头上削减排放总量;二是深化能源结构调整。从严收紧高污染燃料禁燃区划定范围和标准,实现重点区域燃煤清零,削减重点企业用煤量,提升“双代”使用率,秋冬取暖季严禁散煤燃烧;三是督促重点排污单位“创B争A”。目前,唐山重点排污单位逐渐增多,按照重污染天气重点行业绩效分级要求,参与绩效分级的涉气企业共3842家,排放量占总工业污染源排放量的80.3%。其中B级及以上企业418家,仅占分级企业的10.9%。B级企业污染物排放浓度约为国家行业排放标准的一半,因此,加快B级以下企业提标改造、加强精细化管理,是唐山污染物有效减排的重要途径。

在机动车保有量大幅增长的情况下,移动源污染物排放对空气质量的影响已成为仅次于工业源的第二大污染源。

唐山毗邻京津,长深、京哈、唐港等高速公路和102、112、205等7条国道以及25条省道在整个唐山市域范围内纵横交错,曹妃甸港、京唐港更是河北省重要的区域综合运输枢纽。唐山全市机动车保有量达到246万辆,年排放氮氧化物7.04万吨,约占全市排放总量的35%。其中,重型柴油车有17万辆,年排放氮氧化物4.38万吨,占机动车排放总量的70%。

针对移动源污染物排放带来的影响,应加快构建“公转铁”“公转水”“管廊运输”“电力及氢能重卡”四位一体的交通运输综合减排体系,督促长流程钢铁企业尽快完成铁路专用线扩能改造工程。划定高排放机动车禁用区,建设重点用车单位达标体系,提高国五及以上重型货车、新能源重卡的普及率和使用率。进一步调整运输结构,既可以减少氮氧化物排放,同时也可以减少PM2.5排放。

此外,在对颗粒物、二氧化硫、氮氧化物管控力度不减的基础上,还应扩大污染因子管控范围。

一是对涉挥发性有机物工业企业重点管控,减少夏季臭氧污染。减少挥发性有机物的排放量,可以有效降低臭氧浓度。结合排污许可证、工业企业绩效评级等工作,摸清工业企业挥发性有机物排放底数,严格涉挥发性有机物排放企业的环评审批,实行“减量置换”或者“倍量置换”,将挥发性有机物纳入公共资源交易名录,从源头进行管控;对现有涉挥发性有机物企业加强管理,控制无组织排放及末端治理;结合行业挥发性有机物最优治理技术指南,督促企业加快提标改造,提高治污设施的治理效率。

二是紧盯一氧化碳污染因子,变事后治理为事前预防,实现治污向防污转变。排查钢铁、焦化企业一氧化碳风险点,逐企业量身定制相关风险预案措施,确保煤气产用平衡、严控煤气放散。

三是将碳排放、氨逃逸、大气污染物中的重金属等污染因子同时纳入治理范围。

作为北方城市,扬尘等面源污染仍是影响空气质量的主要因素之一。因此,一方面,唐山应从加强工地扬尘治理扩展到全域全范围,逐步扩大城市扬尘治理范围。特别是在春夏季节,以建筑工程、物料堆场、港口码头、城镇裸露地面、城市道路、国省干道等为重点,按照《施工场地扬尘排放标准》《煤场、料场、渣场扬尘污染控制技术规范》《扬尘在线监测系统建设及运行技术规范》等内容要求,全面检查扬尘污染源,减少颗粒物排放。另一方面,需要通过提升城市基础设施建设、环境卫生水平,提高扬尘等面源污染防控能力。在环卫、运输、工地控尘等领域多箭齐发,合理安排喷雾抑尘车,采取对裸露土地、道路、空地进行拉网式喷淋等抑尘措施,逐步建立扬尘精细化、精准化防控体系,进一步做精、做准、做实大气污染防治工作。

此外,还应全面推动工业企业颗粒物无组织治理。对钢铁、砖瓦窑等颗粒物排放量较大的工业企业建设厂界、厂内道路雾桩抑尘装置,有效阻隔厂内污染物向周边环境扩散,建设厂区主干路智能抑尘系统,全面降低厂区颗粒物浓度。

除了企业的自行约束,政府部门也应积极履行职责。例如,加大监管力度和惩治力度、加强部门之间的联动与协调、引导公众参与等。作为公众,应加强自我约束,形成低碳、绿色的良好生活方式。


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