3 我国大气氮氧化物污染状况
监测表明,近年来,我国一些大城市的空气氮氧化物浓度超标,氮氧化物的环境容量已基本处于饱和状 态,一些地方甚至产生光化学烟雾现象。氮氧化物也是造成酸雨污染的主要致酸物质,我国一些地方的酸雨 污染性质已开始由单一的硫酸型向硝酸根离子不断增加的复合型转化。
近年来,流动源增加造成的氮氧化物污染问题日益突出,氮氧化物已成为少数大城市空气中的主要污染物。 1997年中国汽车保有量已达1200万辆,其中北京市127万辆,广州市90万辆,上海市80万辆
〔3〕。截至2003年,全国汽车保有辆已超过2000万辆,北京市机动车总量突破200万辆,广州市140万辆, 上海市达170万辆,中心城区大气中氮氧化合物的分担率达到74%。机动车所造成的大气污染随着汽车保有量的 激增而日益严重。例如上海市黄浦区的NOx浓度年平均值,由1997年的0074mg/m3,上升至2001年 103mg/m3,呈明显上升趋势。其原因是繁华的商业带来交通运输业迅速发展,区内机动车年拥有量,从1997年 的23067辆增长到2001年37500辆。机动车在马路上川流不息,所释放出废气量日趋增多,造成NO浓度不断攀升
〔4〕。据1997年全国94个城市氮氧化物监测统计结果表明,有34个城市年均值超过国家标准,城市NO x的超标主要是由于机动车排放造成的。80%以上NO x来自占国土面积45%的华东、中南、华北及东北地区。而占国士面积55%的西南和西北地区NO x排放量不足全国排放总量的1/5。NO x排放大省包括河北、江苏、辽宁、山东、广东、河南等
4 大气氮氧化物污染的控制对策分析
4.1 国外的大气氮氧化物控制对策
西方发达国家比我们早数十年面临大气氮氧化物污染问题。有计划、针对性的研究开展得更早,控制对策施 行更早,其中有很多经验值得我们借鉴。
目前,氮氧化物和光化学烟雾问题已上升为日本大气污染的主要问题。针对NO x不同的发生源,日本分别采取了相应的控制对策。
4.1.1 固定源对策
①实施全日本统一的排放标准。对于那些氮氧化物排放量较多,严重产生大气污染的设备,则作为限制对 象进行追加排放标准的修正; x排放限值也按陡斜线趋势逐年收紧。 ②实施总量控制。日本对于工厂、事业单位较为集中,仅按排放标准进行限制难以确保二氧化氮环境质量 标准的地区,从1982年起开始对氮氧化物实施总量限制标准; ③实施降低二氧化氮排放的技术措施。日本降低二氧化氮排放的技术措施主要有:改进燃烧方式和排烟脱硝。
4.1.2 流动源对策 ①进一步强化排放标准; ②改进车辆的行驶状态并对车种进行限制; ③促进低公害车的普及。具体措施:促进技术开发、经济补偿、人力宣传 ④使用樟树及桅子等植物及新型路面材料——NO xer来吸收汽车行驶时所排放出的氮氧化物。
在 1994年8月,瑞士政府组织了一个工作小组制订降低 x排放的政策,并与 1996年9月完成这项工作。这些措施包括: (1)现有的污水处理厂被用来将氨转化为N2,此方法还可以降低磷排放和COD: (2)使用NOx排放量小的燃烧器。采用燃油和燃气的加热系统用 x排放量小的燃烧器取代; (3)安装气体清除系统降低废物焚化炉的 x排放量; (4)采用新的WTO规则,降低生产价格,改变瑞士农业结构; (5)建立一种等营养平衡复合生产的激励机制; (6)针对CO2收费,提高汽油和其他化石燃料的价格。 x排放量的农业生产和使用排放量小的燃烧器经济效益最高 〔7〕美国的相关排放法规于2002年开始生效,与 1998年法规相比 x限值又向前跨了一大步,要求降至3.35g/kW·h,2007年实施更低的 x排放限值,为0.27g/kW·h。美国环保局(US EPA)规定了各个州在2007年前必须实现的 x排放总量,并开展了一项 x排放量交易计划,各州必须通过以切实措施降低 x排放或向该体系中己达标的州购买排放权等手段实现 x排放的减少。根据EPA的排放量计算,各州发电厂 x的排放量平均需要降低64%。提高能量使用率和使用清洁能源被认为是更简单且有效的降低发电过程排放 x量的方法,而且可以降低各个州实现 x排放量的成本。
4.2 我国的大气氮氧化物控制对策分析
国内现有的控制政策虽然针对 x已采取了很多措施,但是在有机结合各项污染物标准和控制手段方面,仍有可以改进之处。过去有很多 观点认为污染治理和经济发展的过程是相互矛盾的,污染治理对经济增长起了抑止的作用,其实完全可以换一 种思路,将两者紧密联系起来,以环境带动经济,真正实现环境与经济的协调发展。
目前中国的大气污染状况非常复杂,煤烟型污染和光化学烟雾污染都很严重。 x只是其中的一种,因此当制定任何标准或政策的时候,不能将 x与其他污染物质的治理割裂开来。而应该综合考虑各种因素的影响,提出一种综合的指标。 通过对国外一些NOx污染控制对策的研究,结合目前中国的污染现状和发展趋势,提出以下控制对策。
(1)制定最低要求的全国统一标准,并根据当地的具体地形、地貌、气候等情况制定更加严格的地方标准, 比如在广州等光化学烟雾污染严重的城市,实行更高的NOx排放标准;在易发生光化学烟雾的夏季也可制 定有别于其他季节的特定标准。
(2)对各市各地区制定具体的总量控制计划,并要求当地通过切实考察后确定不同排放源的排放总量, 加强对点源的污染治理,并实行排放权交易,将污染治理产业化。对排放总量不达标的城市地区必须有严格 的处罚体制。
(3)逐步改变目前的能源使用结构,大力推广NOx排放量小的燃烧器,提高燃烧效率,优化能源结构, 推广使用更加清洁的燃料。对污染严重小型燃煤锅炉强制进行淘汰,大力扶植新型燃烧设备的开发与使用。
(4)随着机动车拥有量的快速增长,由此引起的NOx型污染己有可能代替煤烟型污染,危害日益严重, 对机动车的排污管理势在必行,具体措施包括:
①制订严格的地方排放标准。北京,广州,上海是机动车占有量最大的城市,且增长速度最快,因此必须执行 更严格的地方排放标准。但是必须注意的是,在积极采取措施控制大城市的氮氧化物污染的同时,不能忽视现阶段 氮氧化物污染还不严重的中小城市,任何标准都不能固定不变,随着经济和环境形式的同时发展,国家标准和地方 标准都应随之更新。
②加强城市的道路建设与交通管理。在欧洲、日本都可以看到政府对城市交通发展有明显的倾向性政策:这就 是大力发展以轨道为主的城市综合交通体系,同时注意控制道路交通的使用,不为小汽车提供太多的方便,从而引 导出行者理性地选择对城市整体有利的交通方式,形成可持续发展的城市交通需求模式和交通设施供给策略。如征 收两倍于汽油价格的汽油税、将75%的城市交通限速30km/h,中心区露天停车高收费等等。我国应大力发展轨道 交通,提高公共交通对小汽车的竞争力,同时加强道路建设,改善交通拥挤状况 ③严格控制用车质量。机动车污染物排放的数量与发动机是否处于止常的工作状态密切相关,因而要加强车辆 的检修,加速淘汰不符合排放标准的车辆。在用车的控制方面实施严格的I/M制度,建议采用集中式I/M制度,检 测站和维修站各自独立,保证车辆的经常性维修、检测管理,以保障在用车的最佳车况和污染物排放达标
〔9,10〕。对已超过使用寿命的车辆,特别是污染严重的车辆,必须强制将其淘汰。
④促进排污量小的车辆的推广,在机动车污染严重的部分大城市,可强制安装催化器,并鼓励使用高品质的无 铅、无硫汽油。还应积极发展污染物排放量少的环保型汽车,如电车、天然气汽车和利用EGR(废气再循环)技术 的汽车等。对于环保型汽车的研制和开发国家应积极给予技术和资金支持及援助;对于购买环保型汽车的单位和个 人实行一定的优惠和鼓励政策。
参 考 文 献
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