王跃思：我国大气污染现状、发展趋势及治理策略 | 大气污染治理对策第二次座谈会

发表时间：2020-12-21 　　来源：http://www.binhuanyuan.com/news_article?news_id=63

王跃思：我国大气污染现状、发展趋势及治理策略 | 大气污染治理对策第二次座谈会

      摘要：从2013年到现在大气污染治理取得不小成就，对各项污染物的治理现状进行了综述，但是治理技术仍然不完善。目前要重点治理挥发性有机物、氮氧化物和氨。目前最核心的仍是氮氧化物。
      我们国家从2013到2017有“大气十条”，也就是《大气污染防治行动计划》，2018-2020年的继续环保措施叫《打赢蓝天保卫战三年行动计划》。“蓝天保卫战”提出的目标是，二氧化硫、氮氧化物排放总量分别比2015年下降15%以上；PM2.5未达标地级及以上城市浓度比2015年下降18%以上，地级及以上城市空气质量优良天数比率达到80%，重度及以上污染天数比率比2015年下降25%以上；提前完成“十三五”目标任务的省份，要保持和巩固改善成果；尚未完成的，要确保实现“十三五”约束性目标；北京市环境空气质量改善目标应在“十三五”目标基础上进一步提高。这些指标虽然都很难达到，但根据现有数据的评估结果，还是都圆满完成了，各级政府部门、特别是环保部门都做了很大的努力。

      2017年之前我们是用的标准状态，到了2016年工程院召集国内专家，给国家做一个评估，说其他国家都用实况，尤其是美国，我们国家是否也改成和世界接轨？并提出了修改状态的理由。国家有关部门同意了，因此我国2018年改成实况，实况跟标准状态的区别在哪儿？如果用实况，实际上PM2.5浓度，臭氧浓度，从温度校正来讲，要比标况低8%左右；如果是再加上大气压校正，比如说拉萨大气压是北京的0.6，所以PM2.5浓度数据还要乘以0.6。如用标准方法和其他城市比对，拉萨就吃亏了。达成后，生态环境部发了一个修改单，我们现在使用实况。比如说2015年未达到261个城市是用标准状态算出来，如果用实况算是231个城市，达标城市增加30个。
      1、污染物浓度。2020年比2015年这个城市浓度下降了多少？我们统一用实况来计算这是数据，2015年我们有231个未达标城市，但是到了2020年，不达标城市减少了，实际浓度也下降了，2020年PM2.5的浓度在76个达标城市中浓度下降24%，未达标城市浓度整体下降了35%。这样一个大致的情况。
      2、重污染天数。达标和未达标城市，重污染的天数这是我们考核很重要的指标，2015年PM2.5未达标是261个城市，2020年重污染天数平均下降66%；2015年达标的是76个达标城市，实际上2020年重污染天数下降41%，将近90个城市无重污染，但有个别城市不降反升。全国也好，还是京津冀、珠三角重要区域也好，PM2.5都是下降，从京津冀2013、2014、2015、2016、2017来看，2015-2017是下降，2018和2019就平了，说明环保主要成绩还是2015到2017年做的，这只是从数据上看的，2018年、2019年做了没有，有效果吗？2020年因为疫情下降了很多，如果没有疫情将会怎样？我们测算过氨，应比现在高30%。2019年污染物浓度较高，这个数据是肯定的，从地面观测和卫星数据都是一样。
      3、AQI指数。从2015-2019，AQI指数有的上升，有的下降，2020年1-10月都还是上升的，这是由于夏季臭氧浓度上升造成的。
      全国337个城市优良天数和重污染天数变化趋势，优良天数在上升，总体增加接近6%；重污染天数在下降，但是2019年有一个高值，但总体上重污染还是下降的。这是优良天数的平均变化，越红的地方优良天数越少，绿色上网地方优良天数多；重污染多的地方还是原来的那些地方，但这些地方优良天数增加的也快。重污染天数变化是这样的趋势，2015、2016、2017逐年下降，到了2018、2019基本没变，2020年则减少很多，疫情肯定是个重要因素。国家污染治理大气污染开始进入瓶颈期，再往下治理就更难了，我觉得PM2.5到40微克/立方米左右，再往下治理就很难了。此时臭氧浓度又逐渐上升，到了2019年有一个跳升，2020年有个下降，同样跟疫情很有关系。2019年天气状况比较好。就对PM2.5下降更有利，但对臭氧有一个不利的条件，气温高，紫外辐射比较强，它是臭氧形成的一个重要条件。2015-2019臭氧浓度显著上升，而且区域在扩大，尤其向北扩延，原来东北温度低，不能形成臭氧污染，现在温度高了，臭氧污染来了。
一、二氧化硫
     二氧化硫下降，硫酸盐有的地方上升，有的地方下降。二氧化硫大气浓度还有红点的地区，山西、内蒙古都是产煤大户，原来大城市要人家煤炭现在要人家电，只能在那儿发了电，污染排放总量降不下来。大城市是很受益区域，取暖用电很便宜，尤其是限制散煤地区，一毛多一度。大城市周边的郊区都用电取暖做饭，都不用煤气，也不用烧薪柴，所以山西、内蒙古这些地方发电量增加，他们的环境受到了很大的影响，治理难度也高。
二、二氧化氮
    从2015到2020，2019年没什么变化，2020的变化大家都知道，长江中下游变化比较小，我们在做大气十条评估时，从2013到2017，那五年，全国平均二氧化氮从34降到33，就降了一个微克每立方米；这几年变化也很小，如果除去疫情，二氧化氮几乎没有变化，所以二氧化氮排放的整个空间分布基本上没什么变化。一氧化氮这几年连续下降，尤其是2020年下降很多。这是一氧化氮的空间变化，一氧化氮高的地方就跟二氧化硫是相配的，所以，别仅认为一氧化氮都是机动车排放的，燃煤也排放一氧化氮，这个要认识到。近2-3年，氮氧化物、一氧化碳、二氧化氮总体上变化不是很大。一氧化碳在某种程度上跟人为排放VOC变化相似，从观测数据看，这几年珠三角、长三角VOC大气浓度没太大变化，从排放源统计数据上看，这几年人为VOC排放是整体下降，氮下降很缓慢，空间分布跟一次燃烧过程相关，2015、2016、2017、2018、2019这些地方都是工业排放为主。
三、PM2.5和臭氧
    PM2.5现在基本上得到了控制，臭氧控制目前北京市是做得比较好，基本控制住了。北京市现在已经进入了臭氧控制的第三阶段。
      随着氮氧化物的升高，臭氧会减少。臭氧污染受VOC控制；第二阶段，臭氧产生率受到VOC和氮氧化物共同控制；从近两年观测数据分析，北京市臭氧浓度变化对氮氧化物更加敏感，似乎到达了氮氧化物控制阶段，加大力度减氮氧化物对控制臭氧污染更有利。欧美国家几十年也没有解决臭氧问题，美国一直说控制VOC，但临门一脚还是要控制氮氧化物才行。
      第三阶段，现在美国等发达国家反过来都进行控制氮氧化物。要控制到10微克每立方米以下，臭氧才能稳定在160微克每立方米以下。我国氮氧化物和VOC控制还远远没有达到使臭氧受到有效控制的水平，据估算，VOC要减排掉现有水平的70%，达到现有排放水平的30%，难度可以想象。现在它是饱和的，所以VOC、氮氧化物、臭氧基本不变或者仅是随着气象条件的变化出现波动的原因。当这两种前体物过量时，生成臭氧就不取决于这两种前提物了，仅取决于天气和气候的变化，一个是辐射一个是温度，夏天温度25度以上，更容易产生臭氧污染。2013年到现在，全国74个重要城市，PM2.5都是下降的，臭氧是上升的，温度平均没什么变化，但观测到的紫外辐射基本都是增强的。
     把PM2.5化学成分分析出来，有机物下降，硝酸盐上升了，硫酸盐持平，铵盐也是持平，元素碳下降了。扬尘管得特别好，二次反应没法管，必须得控制二氧化硫、二氧化氮跟氨，颗粒物二次无机成分主要是硝酸铵和硫酸铵，这是早期农业上常用的化肥成分。所以，大气污染的传输和干湿沉降，会造成某些“氮”控制自然生态系统（如，高寒草地）的生物多样性造成影响。这是我们2+26个城市，有机物硝酸盐的分布，OM在京津冀南部和东部地区，有机物的排放还是很严重。硝酸盐在太行山东路生成，硫酸盐在汾渭平原这一块还是很高的，还有它的EC也高，这些很黑的地方，还有黑色金属冶炼和炼胶过程。
      随着PM2.5污染的加重，目前增速快的就是硝酸铵，随后是硫酸盐，有机物质量浓度增加，但比例下降，这就是二次污染造成严重大气复合污染的特征。京津冀是这样，长三角和珠三角大概也是这样。
      这几年PM2.5和PM1下降主要还是无机盐下降明显，我清楚记得2013年1月12号，我早晨起来去实验室看数据，我当时闻到外边的煤烟很大，硫酸盐一晚上之间从低升到高，增长了26倍，现在涨不了那么多倍，因为没有那么多的二氧化硫排放了，那次给我印象很深，这一点现在没有了。工业燃煤污染排放基本得到了控制。
四、氨
      氨是化肥，合成氨是农业增产的命脉。原来大气中的氨排放清单显示，养殖业，养牛养鸡养鸭子这个大约排放了40%的氨，第二位才是农业施化肥，30%，人体排放9%的氨。现在这个清单一直在变，工业氨排放成为了一个不可忽视的来源。
      现在做了全国氨观测又觉得清单不对，因为很红的地区没农业，是城市地区！我们用同位素进行解析，表明是工业排放的氨，有可能是发电厂排放的氨逃逸，还有汽车排放的氨或是柴油车的氨逃逸。如果在一个轻度的污染过程中，北京的氨84%来自农业，如果是重污染49%来自发电厂还有30%、40%来自交通源，农牧业的氨仅缩小不到20%。这是我们很重要的发现，使我们感到很困惑，我们反复核对我们的数据，没有问题！所以这篇文章发到EST上，就引起了很大的震惊，原来重霾污染的氨不是来自养鸡养鸭子种粮食，是人家背了锅。后来发现锅炉脱硝过程中得喷氨，那氨又不是控制性指标，氮氧化物是控制性指标，为了氮氧化物降低能够合格，就使劲喷氨，过量的氨跑到了大气中。柴油车要有脱硝过程，不能用液态氨，要用尿素水溶液，过量喷，尿素过量跑到大气中也会变成氨。德国大众门那个事件，为了氮氧化物检测能过关，它有一个“智能”喷氨系统，检测的时候喷，在路上不喷，让人家抓着了。
      这么多年来，总氨量在大气中的变化总体下降，但近年来变化不大，所以气态氨在大气中的浓度取决于大气中的酸多少，酸多了，吸收的氨就多了，变成粒子了，测不着氨气；酸少了，氨气就多，今年酸排放减，所以大气中气态氨上升显著。
      全球也好中国也好，大多数氨的排放还是来自农牧业，城市引起重污染过程的不是农牧业，主要是汽车、燃煤，这种比较集中，这是科学实验测出来的，没有办法，就要限制。如果把氨作为大气的限制性指标，跟二氧化硫、氮氧化物一样，每天都公布他的浓度，能不能对减排氨有利，这还得进行评估才行。
五、碳
      我们国家要达到碳中和很重要，2030年我们国家碳排放到达拐点，大气污染的拐点因该早于碳拐点早点到。目前的探测结果，全球二氧化碳在上升，北京二氧化碳也在上升，两条线基本上平行线，但是北京的比全世界要高20个ppm，北京是430，全球背景是410。测定结果是，北京排放出来的二氧化碳量逐年在下降，但总体还是排放。如果机动车都换成电动汽车这个数据就会更低，同时PM2.5也会随之降下来，无论什么排放过程，碳的排放肯定会加大污染排放。
     有些人认为我们PM2.5下降了，臭氧就上升了，这不是因果关系。冬天PM2.5跟臭氧没关系，如果是臭氧污染季，臭氧的增加也会造成PM2.5增加。我们监测夏季北京、上海、广州、成都、西安，在臭氧污染季，随着臭氧浓度增加PM2.5也在增加，一看是硫酸盐增加、硝酸盐也增加，二次有机气溶胶也增加了。主要的原因是臭氧增加，大气氧化性增加，二氧化氮浓度不变。核心问题就是我们必须减掉大气中的三个东西。一是挥发性有机物，一是氮氧化物，一是氨，核心是氮氧化物，如果我们把氮氧化物控制住了，其他物种控制才更有效，理论上挥发性有机物跟氮氧化物协调按比例控制是好办法，但实际上很难做得到。按照1比4，控制1个比例的氮氧化物，控制4个VOC，VOC有活性，要尽快控制烯烃类，乙烯乙炔还有苯类物质，这些是发达国家没有的或者占比少的VOC。我国汽油柴油里边这个东西就超标了。别的国家汽油里边含饱和烃是60%到70%，我们国家是3-3-3制，发达国家规定苯类小于20%，烯烃小于10%，我们国家目前做不到，我只是从我的数据上来看，炼油工艺上要增加加氢和重整工艺。
我的报告完了，谢谢大家！
以上内容来源：中国绿发会

滨环研究院观点：
罗氏干法脱硫技术、罗氏干法低温无氨脱硝技术、罗氏干法脱硫脱硝一体化技术、垃圾焚烧尾气处理技术、VOCs烟气处理技术等全套烟气处理技术，可以实现超低排放、不排放水汽、不需要消白、不用氨气、不用尿素、不排放可凝性盐类，是治理大气污染的技术方向，可以做到减少雾霾。
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脱硝效率高且可调，脱硝效率可调，可以按照客户要求设定脱硝效率。