《火电厂大气污染物排放标准》实施对燃煤电厂大气汞减排的影响

为评估GB 13223─2011《火电厂大气污染物排放标准》实施对燃煤电厂大气Hg(汞)减排的影响,采用“自下而上”排放因子法,对燃煤电厂大气Hg排放量进行了估算,通过设计不同发展情景,对排放标准实施条件下我国燃煤电厂大气Hg减排量(不含港澳台地区数据,下同)进行了预测. 结果表明:不同能耗情景下,预计2015年燃煤电厂的煤炭消费量为18.5×108~20.3×108 t,2020年煤炭消费量可达19.7×108~22.5×108 t;GB 13223─2011实施后,大气污染控制设施包括ESP(静电除尘器)、FF(袋式除尘器)、WFGD(湿法脱硫)和SCR(选择性催化还原脱硝)的应用比例亟需提高,控制设施面临提效改造,主要控制技术组合SCR+ESP+WFGD在2015年和2020年的应用比例将达到40%、75%;改造后技术组合FF+WFGD、ESP+WFGD、SCR+ESP+WFGD可分别实现90%、85%、80%的脱Hg效率. 由此可为我国燃煤电厂大气Hg排放带来巨大的协同减排潜力,与2010年约119 t的排放水平相比,2015年和2020年在低能耗情景下,我国燃煤电厂大气Hg减排幅度可分别高达38%和39%. 为进一步提高燃煤电厂大气的Hg减排量,建议逐步推广应用活性炭喷射(ACI)等技术.      

京津冀燃煤锅炉大气污染物精细化排放清单

基于环境统计数据,采用排放因子法建立2020年京津冀地区燃煤工业锅炉县级大气污染物排放清单.结果表明,2020年京津冀地区燃煤工业锅炉常规大气污染物SO₂、NO_x、颗粒物(PM)、PM₁₀、PM_2.5排放量分别为6351,7399,2952,825,399t.,其中PM₁₀和PM_2.5分别占PM排放总量的27.9%和13.5%.重金属Hg、Pb、Cd、Cr、As的排放量分别为197.9,1391.3,32.0,1214.2,362.4kg.65t/h及以上燃煤工业锅炉为主要的排放贡献源,各类污染物的排放量占京津冀地区工业锅炉各类污染物排放总量的比重为51.1%~81.2%,是污染控制及监管的重点.河北省承德市、唐山市、张家口市为污染物排放量最大的3个城市,3个城市各类污染物排放量占京津冀地区工业锅炉各类污染物排放总量的14.6%~71.9%.污染物排放强度大的区域主要集中在天津市、河北省廊坊市、唐山市的一些区县.     

2005年度中国燃煤大气硒排放清单

采用基于燃料消耗的排放因子法,按照经济部门、燃料类型、燃烧方式和除尘设施等将排放源进行分类,根据各省、市、自治区不同排放源类型的煤炭消耗量及其平均硒含量,建立了2005年中国燃煤大气硒排放清单.结果表明,2005年中国燃煤大气硒排放总量为1331.14t,排放量从大到小依次为山东(175.90t)、河北(111.79t)、河南(105.36t)、江苏(97.32t)、山西(84.66t)等,说明硒排放主要集中在中东部地区.大部分排放来自工业(576.60t)和电力(543.82t)部门,分别占排放总量的43.32%和40.85%,原煤燃烧排放占燃煤大气硒排放总量的90.07%.     

2006~2020年广东省大气甲醛排放演变特征

大气甲醛（HCHO）是臭氧（O₃）和细颗粒物（PM_2.5）二次组分的关键前体物,在大气光化学反应和二次污染形成过程中扮演着重要角色,并存在致癌性.然而,当前对大气HCHO排放来源认识存在不足,制约了二次污染形成机制研究和污染防控策略制定.采用排放因子和成分谱结合方法,建立2006~2020年广东省HCHO排放趋势清单,识别了广东省主要HCHO排放来源和排放时空演变特征.结果表明,2006~2020年期间广东省HCHO排放量在3.9~5.6万t区间波动,整体呈现极微弱的下降趋势;生物质燃烧源是广东省重要HCHO排放源,而受到管控措施的显著影响,其排放量占比从2006年的58%降至2020年的27%;溶剂使用源的HCHO排放则逐渐突显,2020年占比增长至28%,并成为广东省首要排放源,其中塑料制品和沥青铺路是主要贡献行业.移动源中以柴油作为燃料的工程机械和货车也是HCHO重要排放来源;虽然珠三角和非珠三角地区对广东省HCHO排放量贡献相当,但空间分布结果表明HCHO排放热点区域分别集中于珠三角中心区域和非珠三角的东西两角,这是由于珠三角主要来源为溶剂使用源和移动源,而非珠三角主要受生物质燃烧源影响.因此,未来应进一步加强珠三角中心区域的工业和移动源减排以及粤西地区的生物质燃烧监管.     

长江经济带湖北省人为源VOCs排放清单及变化特征

以人为源挥发性有机物（VOCs）为研究对象,以5类源活动水平数据为基础,采用排放因子法建立了长江经济带湖北省2018年人为源VOCs排放清单,并进一步研究了2009~2018期间工艺过程源VOCs排放特征及变化趋势.结果表明,湖北省2018年人为源VOCs排放总量为6.52×10⁵ t,约占全国总排放量的6.41%;化石燃料固定燃烧源、工艺过程源、溶剂使用源、移动源和废弃物处理源对湖北省的贡献分别为3.26%、76.39%、4.54%、14.72%和1.09%.涉及9个行业45个子类的工艺过程源在VOCs排放中占比突出,其中武汉市和宜昌市的VOCs排放量较高.从经济水平和区域面积分别分析了各市州工艺过程源VOCs排放强度,天门市和神农架林区单位GDP的VOCs排放量较高,而武汉市、鄂州市和天门市单位面积VOCs排放量较高.2009年VOCs排放量从2.45×10⁵ t逐年递增,2015~2017年趋于稳定,最大排放量达7.01×10⁵ t,2018年VOCs排放量降至4.98×10⁵ t,与全国人为源VOCs排放趋势相同.化学原料及化学制品制造业、橡胶和塑料制造业是其变化的主要驱动力,10年间贡献分别为33.85%~51.55%和7.07%~38.13%.其中化学药品原药、化学农药原药生产在10年间对VOCs排放贡献占据重要优势,而泡沫塑料生产排放量变化大,在2015~2017年突增到2.00×10⁴ t以上.湖北省在国家及地方相关政策引导下,重点行业VOCs减排效果显著.     

中国非燃煤大气汞排放量估算

本研究根据各种非燃煤大气汞排放源的活动水平和排放因子,估算了1995～2003年中国分省非燃煤大气汞的排放量。2003年中国非燃煤大气汞排放量为393t,比燃煤汞排放多137t。在非燃煤大气汞排放中,84%来自有色金属冶炼,其中锌冶炼、铅冶炼、铜冶炼和黄金冶炼分别占总排放的51%、18%、4%和11%。Hg0、Hg2+和HgP在中国非燃煤大气汞排放中所占比例分别为77%、18%和5%。中国非燃煤汞排放在各地区间有较大差异,排放量超过30t?a-1的省区包括湖南、河南和云南,排放强度超过1t?km-2的省区包括上海、湖南、河南、辽宁和广东,这些地区的主要汞排放源为有色金属冶炼和生活垃圾焚烧。1995～2003年中国非燃煤大气汞排放的年均增长率为9%,其中生活垃圾焚烧排放的年均增长率最高,达到42%。     

京津冀居民燃煤大气污染排放特征及控制对策

居民燃煤是京津冀地区大气污染物的重要来源之一,尤其在冬季,其对京津冀地区大气污染贡献以及对人体健康的不利影响不容忽视。本文收集和整理了京津冀地区1995—2015年居民燃煤消耗历史活动水平,分析了居民燃煤大气污染物(PM_(10)、PM_(2.5)、SO_2、NO_x、CO、VOCs)排放特征、空间分布情况,有针对性地提出了居民燃煤清洁能源替代,建筑节能保温、优先采用集中供热,优质型煤替代、采用节能环保型先进炉具、相关标准及加强监督管理等大气污染物综合治理控制措施,为降低京津冀地区散煤燃烧污染物排放、改善冬季重污染状况提供参考和支撑。     

中国生活源挥发性有机物排放清单

生活源已成为重要的挥发性有机物（VOCs）人为排放源之一.构建了系统的中国生活源VOCs排放源分类方法和核算体系,在此基础上建立了2010~2018年中国生活源VOCs排放清单,并对生活源VOCs排放重要源类和省份等进行识别,最后对生活源VOCs控制提出了对策建议.结果表明,2018年中国生活源VOCs排放量为2518 kt.建筑装饰、沥青道路铺装、餐饮油烟和农村家用生物质使用是贡献最大的4类源,合计占比69.22%.家庭日化用品使用和居民生活和商业煤炭使用贡献相当,占比分别为10.43%和9.98%.此外,汽车修补也有一定的贡献,占比为7.75%.山东、四川、河南、广东、江苏和河北是VOCs排放贡献最大的6个省份,合计占生活源VOCs排放总量的36.01%.2010~2018年期间,中国生活源VOCs排放先以0.43%的速度增加,2013年达到峰值排放后开始下降,下降速度为2.23%.下降原因一方面与居民生活用能的清洁化,以及北方地区大力推进清洁取暖使生活煤炭、生物质消耗逐步减少等有关,另一方面与该阶段部分地区房屋建设逐步趋于饱和导致全国年房屋竣工面积减少有一定贡献.建议全面深入推进建筑装饰、餐饮油烟和汽车修补综合治理,同时关注沥青道路铺装VOCs排放和控制;持续优化生活源能源使用结构,因地制宜、多措并举地推进民用燃煤和家用生物质燃烧污染治理.     

沈阳市人为源挥发性有机物排放清单研究

对沈阳市各类人为源VOCs进行分类,收集活动水平数据,应用国内外最新研究成果,采用排放因子法建立了沈阳市2015年人为源VOCs排放清单。结果表明:2015年沈阳市人为源大气VOCs排放总量为13.75万t,其中,化石燃料燃烧源、工艺过程源、移动源、溶剂使用源、生物质燃烧源、储存运输源、废弃物处理源和其它排放源排放量分别占VOCs排放总量的5.35%、55.02%、12.70%、16.51%、8.87%、1.41%、0.24%和0.17%。化学原料和化学品制造业、石油加工、炼焦和核燃料加工业、橡胶和塑料制品业和纺织业为工艺过程源重点排放行业,VOCs排放量占到工艺过程源排放总量的97.16%;表面涂层和其他溶剂使用是溶剂使用源的重点排放行业,VOCs排放量占到溶剂使用源总排放量的81.15%。     

济南市2010～2015年农业源氨排放量估算及分布特征

通过收集济南市农业源氨排放的活动水平数据,采用排放因子法,估算了济南市2010~2015年农业源氨排放量,并分析了农业源氨排放的年际变化和分布特征。结果表明,2010~2015年间济南市农业源氨排放总体上呈现降低的趋势。全市农业源氨排放量年平均为11.24万t,其中氮肥的氨排放量最多,年平均排放量为7.10万t,占农业源总排放量的63.1%;畜禽养殖的年平均排放量为3.81万t,占农业源总排放量的33.9%,其中猪、牛、家禽是畜禽氨排放的主要贡献源;生物质燃烧、农作物释放、农村人口年平均氨排放量分别为0.05、0.09、0.19万t,贡献比例分别为0.5%、0.8%、1.7%。     

基于高山湖泊沉积记录的贵州北部大气重金属污染历史重建

大气重金属污染是全球面临的主要环境问题之一,受监测资料的局限,目前我国在大气重金属污染的历史过程及其对偏远地区地表环境的影响方面的研究还较为薄弱.通过对贵州北部梵净山顶沉积物中金属元素含量和Pb同位素的分析,研究了近400年来Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等大气污染的历史过程.公元约1800年之前,沉积物中金属元素含量较为稳定; 1800年以来,Cr、Cu、Ni和Zn等含量总体呈先增加后降低的趋势;而Cd、Hg和Pb含量逐渐增加.富集系数与207Pb/206Pb结果表明,Cd、Pb和Hg是典型的大气污染元素; Hg污染开始于公元1880年前后,Cd和Pb污染开始于20世纪50年代,近年来污染程度均逐渐加重.沉积记录反映的贵州北部梵净山地区目前大气Hg污染水平与我国东部其他远离人类活动直接影响的地区相当,但远高于欧美及青藏高原等地区;不同地区间Cd与Pb污染水平具有较大的差异.梵净山地区大气Hg污染可能受到全球和区域污染排放的共同影响,Cd和Pb污染主要来自于区域有色金属冶炼及燃煤等释放.     

小型燃煤机组烟气重金属排放特征研究

100 MW以下燃煤机组呈单台容量小、总台数大的特点,是燃煤重金属污染的主要排放源之一.选择7台12 MW燃煤机组,采用美国环境保护局Method 29法现场检测燃煤机组烟气重金属排放浓度,分析烟气中Hg、Pb、Cr、As的排放特征;采集机组产生的飞灰和底灰,分析除尘技术对重金属的富集特性.结果表明:100 MW以下燃煤机组烟气中重金属经脱硝除尘脱硫装置协同控制后,ρ（Hg）为0.20~0.44 μg/m3,烟气Hg以气态形式存在,其占比为100.0%;ρ（Pb）为0.5~2.6 μg/m3,烟气Pb主要以气态形式存在,其占比为38.7%~92.1%;ρ（As）为0.6~3.0 μg/m3,烟气As主要以气态形式存在,其占比为67.8%~100.0%;ρ（Cr）为3.6~23.9 μg/m3,烟气Cr主要以颗粒态形式存在,其占比为65.8%~99.2%.飞灰富集Hg、Pb、Cr、As的能力大于底灰.重金属主要富集于飞灰中的细颗粒物中,采取除尘技术可有效协同控制烟气中的Hg、Pb、Cr、As;飞灰中重金属元素Hg、Pb相对富集系数均与煤中硫含量呈负相关,半干法脱硫+袋式除尘技术对飞灰富集Hg有促进作用.小型燃煤机组烟气重金属Hg、Pb、Cr、As的排放因子分别为0.002 2~0.005 1、5~17、42~160、7~24 mg/t.研究显示,100 MW以下燃煤机组与100 MW及以上燃煤机组烟气重金属Hg、Pb、Cr、As排放特征不同,100 MW以下燃煤机组烟气Hg排放浓度较小,二者烟气Pb、Cr、As排放浓度相近,选用湿式电除尘技术可进一步降低烟气Hg、Pb、Cr、As的排放浓度.      

基于地衣植物监测法的我国西南高山地区大气铅污染研究

通过对我国西南(云南、四川)13个高山地区地衣植物—长松萝(Usnea longissima)中铅(Pb)含量及其稳定同位素组成(208Pb/206Pb和207Pb/206Pb)的测定与分析,并且与土壤Pb含量进行对比,探讨了该地区大气Pb污染及其来源特征.结果表明,各地区长松萝中Pb的含量范围为1.5~64.5mg/kg,在临近城市及有色金属产区含量较高,与土壤中Pb含量(7.6~113.9mg/kg)空间变化一致;不同采样区长松萝与土壤中Pb含量呈典型正相关关系(r=0.919, P<0.01),长松萝Pb含量反映了区域大气Pb污染程度差异.长松萝中208Pb/206Pb和207Pb/206Pb同位素比值范围分别为2.099~2.123和0.852~0.874.通过与主要潜在污染源Pb同位素对比分析,认为我国西南高山地区大气Pb污染主要源自该地区铅锌矿冶炼释放,并且还可能受到来自缅甸含铅汽油源的影响.     

重庆大气汞人为排放及其预测

利用排放因子法和灰色预测法对重庆大气汞人为排放进行了研究. 重庆大气汞人为排放量从1997年的6.18 t增加到2008年的13.47 t. 重庆自1997年成为直辖市以来,大气汞排放量累计达99.76 t,年均增长率为9.82%,其中燃煤和水泥生产汞排放量分别达58.34和22.37 t. 以1997─2008年重庆大气汞人为排放数据为依据,运用灰色系统理论建立GM(1,1)大气汞人为排放预测模型,预测了2009─2015年重庆大气汞排放趋势. 如果不采取控制措施,预计2015年重庆大气汞人为排放量约30.92 t,年均增长率将高达16.20%.      

城市碳排放达峰和低碳发展研究:以上海市为例

在2015年巴黎气候变化大会上,中国政府提出"2030年前后碳排放达到峰值并加快实现"等一系列新阶段目标。城市是能源资源消耗和碳排放的集聚区域,推动城市低碳发展成为各国面临的共同挑战。采用STIRPAT模型,探究上海市过去20年发展总体形势,分析碳排放影响因素,判断上海在2025年是否可以达峰。结果表明:无论基准情景还是超低碳情景,上海市在2025年之前达峰的目标均可以实现。在对上海市碳排放各影响因素中,城市化率对其影响最大,其次是人均GDP水平。     

1980—2007年我国燃煤大气汞、铅、砷排放趋势分析

基于文献调研,对1980—2007年我国汞、铅、砷3种主要燃煤大气重金属排放清单进行归纳,计算了3种重金属的逐年平均排放量,并分析排放量与燃煤量的相关性、单位煤耗大气重金属污染物排放量的变化趋势及原因. 结果表明:1980—2007年我国燃煤大气汞、铅、砷排放量与燃煤量增长趋势基本一致,均呈显著正相关(R2分别为0.911、0.971、0.996),但燃煤大气汞排放量与燃煤量间的相关性却比铅、砷排放量与燃煤量的相关性小很多,这主要是燃煤电厂对汞协同脱除能力比对铅、砷强,以及电厂汞排放所占比例较大所致. 燃煤大气汞排放量在2005年后趋于稳定,而铅、砷排放量在2000年后快速增长,年均增速均超过10%,其中电厂和工业锅炉是重金属排放的重点行业. 在燃煤量不断增长的背景下,单位煤耗的大气汞、铅排放量均呈下降趋势,其中汞排放量在2005—2007年年均降低5.0%,铅排放量在1996—2007年年均降低1.7%. 这与我国主要燃煤行业除尘、脱硫、脱硝等大气污染控制装置对重金属的协同脱除能力不断增强有密切关系.      

2010~2015年中国燃煤电厂NOx排放特征

基于中国2011~2015年发电企业逐台燃煤机组基础信息、活动水平及控制技术等,建立了燃煤电厂NO_x排放量计算方法和排放数据库.利用该方法,计算了2011~2015年逐个机组NO_x排放量,分析了2010~2015年中国燃煤电厂NO_x排放特征.结果表明：中国燃煤电厂NO_x排放量自2010年的1073万t增加到2011年的1132万t,达到排放峰值,随后逐年下降,到2015年下降到522万t.燃煤电厂NO_x排放地区分布不均衡,2015年内蒙、山东、江苏、江西、河南、河北、辽宁是排放量最大的省份,占中国燃煤电厂排放总量的48.8%.上海、江苏、天津、宁夏、山东、浙江和山西是排放强度最大的省份.从机组规模来看,单台容量在300~≤600MW之间的燃煤机组是NO_x排放的主要来源,当机组装机容量从100MW提高到1000MW时,NO_x平均排放绩效从2.91g/kWh降至0.48g/kWh,下降了近84%,这主要是由于装机容量越大的燃煤发电机组,电力工业技术水平和污染治理水平越高,NO_x平均绩效越低,环境行为越好.     

2011年中国钢铁行业典型有害重金属大气排放清单

根据中国钢铁工业年鉴等统计资料,采用排放因子法,对2011年我国钢铁行业生产活动导致的汞(Hg)、铅(Pb)、镉(Cd)、砷(As)、铬(Cr)、镍(Ni)等6种有害重金属的大气排放及其分布特征进行了研究,并给出了分省区排放清单.结果表明,2011年中国钢铁行业汞、铅、镉、砷、铬、镍大气排放量分别约为18.8, 3745.8, 39.4, 132.2, 241.2, 105.3t;钢铁行业重金属大气排放集中在环渤海经济圈以及长三角地区,其中河北东部及中南部、山东中部等钢铁冶炼企业集中地区重金属大气排放强度较大;钢铁企业内部炼钢工艺对重金属大气排放贡献率较高,其中转炉工序对砷、铅排放贡献率较大,电炉工序对于镉、镍贡献率较大.     

中国大气汞排放变化的社会经济影响因素

基于投入产出模型,从生产和最终需求角度计算了1997~2017年中国大气汞排放量;并结合结构分解分析方法,定量分析了各种社会经济因素对大气汞排放变化的相对贡献.结果表明：生产端大气汞排放较多的行业主要是水泥、石灰和石膏制造业（135t）、有色金属冶炼及压延加工业（86t）等重工业;消费端对大气汞排放贡献较多的行业主要是建筑业（219t）、汽车制造业（16t）等.各种社会经济因素对不同排放源和不同行业的相对贡献存在差异.人均最终需求水平提高是大气汞排放增加的最大驱动因素,其中,有色金属冶炼及压延加工业,电力、热力的生产和供应业,水泥、石灰和石膏制造业是其推动排放增加的主要行业.排放强度降低是大气汞排放减少的最大驱动因素,对有色金属冶炼及压延加工业,电力、热力的生产和供应业,水泥、石灰和石膏制造业的减排贡献最大.生产结构、最终需求行业结构和最终需求类别结构变化导致大气汞排放略有增加,但1997~2017年间因这3种结构性因素变化而减少汞排放的排放源和行业数量增多.根据研究结果,本文从生产全过程管控、优化社会经济结构等角度提出相关政策建议.