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贺克斌院士解读“2+26”城市大 气污染的排放特征和治理途径

发布日期:2019-03-15 作者:BME
2017年4月大气 重污染成因与治理攻关项目实施以来,取得了阶段性成果:已基本 弄清了京津冀及周边地区大气重污染成因;在大气 污染源治理方面开展了重点研究,首次采 用统一的方法标准编制了“2+26”城市排放清单,大幅提 升清单的时空分辨率,更好地 支撑精细化的污染源管控,提出了 京津冀及周边地区非电行业重点排放源及重点污染物的强化管控措施。

具体成果如下:

建立了源类最全、数据量 最大的区县级精细化污染物排放清单


与2016年相比,2017年“2+26”城市SO2、NOx、PM2.5、可吸入颗粒物(PM10)、挥发性有机物(VOCs)、NH3和一氧化碳(CO)等污染 物排放量同比下降6%–31%,以上污 染物排放量同比分别下降31%、16%、18%、16%、12%、6%和14%。其中,SO2排放降幅最大,NH3排放降幅最小。

从时间分布来看,有机碳、黑炭、SO2和一次PM2.5在采暖 季的月均排放水平分别是其他月份的3.6、2.7、1.7和1.4倍;保定、濮阳、太原、阳泉、长治、晋城等 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 量随季节变化不大,NH3在夏季 的排放量高于冬季。

从空间分布来看,区域内 污染物排放量最大的城市依次为唐山、天津、石家庄、邯郸、淄博,排放强 度最大的城市依次为唐山、淄博、濮阳、安阳、滨州。钢铁及 焦化行业主要分布在唐山和津冀鲁豫交界地区,是这个 区域各项污染物排放强 度高的主要原因;玻璃行业集中在邢台、淄博等地,是这个区域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、沧州、石家庄等地,是这个区域VOCs排放强 度高的主要原因。

从重点 行业排放主要污染物来看,区域NOx排放来 源中移动源约占50%,此外电力、钢铁、锅炉、焦化占比较高;一次PM2.5排放中除扬尘外,主要来自民用燃烧、钢铁、生物质 燃烧和其他工业源;VOCs排放主 要来自石化化工、道路移动源、焦化、溶剂使 用和其它工业源;NH3排放主要来自农业源(占85%),其中畜禽养殖占57%,氮肥使用占20%。

从城市 污染源结构特征来看,探索性地将“2+26”城市按 污染源结构特点划分为6种类型。其中,天津、石家庄、唐山、邯郸、济南、淄博、安阳等 城市为综合工业污染类;北京、沧州、郑州等 城市为偏机动车及溶剂类;邢台、太原、长治、阳泉、晋城、聊城、滨州等 城市为偏煤焦铁类;廊坊、衡水、济宁、德州、新乡等 城市为偏溶剂使用类;保定、鹤壁、焦作等 城市为偏建材污染类;菏泽、濮阳、开封等 城市为偏农业及石化化工类。


区域产能配比、柴油车 和氨是下一步重点治理对象

研究表明,区域内 能源消费结构较为单一,煤炭消费比重大,煤焦生产、石油冶 炼等能源加工企业集中。京津冀晋鲁豫六省市2016年单位 国土面积煤炭消费量高达2000吨/平方公里,一次能源消费中山东、河北、河南、山西的 煤炭占比都超过3/4。

在能源消费结构方面,六省市 可分为煤炭依赖型和煤油气综合型,其中北京、天津、山东属 于煤油气综合型,山西、河南、河北则 属于煤炭依赖型。

在产业结构方面,区域内钢铁产能巨大、冶金企业扎堆,钢铁、焦化、冶金、水泥等高污染、高能耗 产业在唐山和晋冀鲁豫交界地区高度集中,晋冀鲁 豫交界地区小冶金企业扎堆且装备、治理、管理水平落后,且焦炭-钢铁、炭素-电解铝 产能的配比不合理,是下一 步产业结构调整的重点区域。

在交通结构方面,区域内 大宗物料运输量大,煤炭、钢铁、金属矿 石等运输占到京津冀货物运输量的42%以上,且来自山西、内蒙等 地的煤炭等大宗生产原料运输以柴油货车为主,区域内柴油车NOx和颗粒 物排放分别占汽车排放总量的65%和99%,是下一 步交通结构调整的重点领域。

在重点污染物方面,研究表明,苯、甲苯、二甲苯、乙烯、甲醛等是京津冀区域VOCs污染治 理的关键控制物种,汽油轿车、橡胶品制造、炼焦、沥青铺路、化学原料制造、涂装等 是关键控制源类。京津冀区域大气氨(NH3)排放主 要来自农业生产,农业源占比达85%以上,其中畜禽养殖占比57%,氮肥施用占比20%,是NH3减排的重点管控对象。

提出重 点行业最佳可行技术和综合整治方案,评估各 种措施的减排潜力


针对钢铁企业,按照有 组织和无组织排放,分别提 出在京津冀及周边地区实施有组织源超低排放、无组织源“管控治”和大宗 货运强化监管的综合整治方案,估算钢铁行业NOx和颗粒 物排放可分别减少38%和77%左右。

针对建材行业,结合行 业分布提出在京津冀及周边地区实施淘汰落后产能、强化工艺管控、逐步推 进超低排放技术改造和加强无组织管控的综合整治方案,估算水泥行业NOx减排和 砖瓦窑颗粒物减排分别可达34%和31%左右。

针对柴油车管控,提出结构调整、过程监 控和末端治理措施,通过对 物流通道和集散特征分析,提出大 宗物料运输调整方向;在唐山 市建立重型车远程在线监控示范项目,对柴油 车错峰运输以及重污染天气柴油车管控起到技术支持作用,分类评 估不同柴油机颗粒物和NOx治理改造技术,提出适 用于不同用途在用柴油机的后处理改造升级技术方法,在天津 和邯郸市示范应用。


提出VOCs及氨排 放深化治理技术,可大幅减少氨排放量


针对VOCs排放管控,提出化 工园区全方位监控技术及工业涂装过程排放控制途径,并拟在 山东滨州京博石化开展示范应用,实现园区点源-线源-面源的全方位监测。

针对氨排放管控,提出农 业氨排放强化治理方案并进行定量评估,通过采用密闭式猪舍、猪粪堆 肥生物除臭控氨等技术,可实现 畜禽养殖业氨减排50%左右;在北京、邯郸两 地示范应用脲酶抑制剂氨减排技术,可实现 氮肥施用氨减排69%-85%。

治理措施可有效降低PM2.5浓度,最高达28%

在各种 治理措施带来的减排量中,燃煤锅炉综合整治、散煤治理和“散乱污”企业整 治等措施减排了80%的SO2和50%以上的一次PM2.5、NOx和VOCs;错峰生 产及重污染应急等临时性措施对一次PM2.5、NOx和VOCs的减排比例超过40%。其中,散煤治理措施可使“2+26”城市PM2.5浓度下降3%–28%;燃煤锅 炉综合整治可使“2+26”城市PM2.5浓度下降1%–15%;错峰生 产和重污染应急措施可使“2+26”城市PM2.5浓度下降4%–21%。

贺克斌 院士
清华大 学环境学院教授、院长,中国工程院院士,国家大 气污染防治攻关联合中心副主任,大气重 污染成因与治理攻关总体专家组成员,国家环 境保护咨询委员会委员,中国环 境科学学会副理事长


来源:国家大 气污染防治攻关联合中心

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