京津冀燃煤工业和生活锅炉的技术分布与大气污染物排放特征

燃煤工业和生活锅炉(下称燃煤锅炉)是京津冀地区大气污染控制的重点,分析其污染物排放特征对燃煤锅炉的污染控制具有重要意义. 对京津冀地区燃煤锅炉的容量、锅炉种类、除尘方式、实际除尘效率等技术分布信息进行了统计,在此基础上建立了基于技术分布信息的2012年京津冀地区燃煤锅炉大气污染物排放清单,并分析了技术特征对燃煤锅炉大气污染物排放的影响. 结果表明:京津冀地区燃煤锅炉以10 t/h及以下的小容量锅炉为主,主要炉型为层燃炉,除尘方式以湿式除尘及多管旋风除尘为主;2012年京津冀地区燃煤锅炉的SO₂、NO_x、颗粒物、PM₁₀和PM_2.5排放量分别为90.81×104、30.88×104 、31.46×104、14.64×104和8.07×104 t,排放主要集中于10 t/h及以下和35 t/h以上的锅炉;天津、石家庄、保定、唐山是锅炉污染物排放量最大的城市;供热、食品、化工、造纸是燃煤锅炉排放最集中的行业. 京津冀地区不同城市锅炉的容量及行业分布差异明显,各城市对燃煤锅炉应因地制宜采取天然气替代、集中供热等措施,以控制燃煤锅炉的污染物排放.      

《大气污染防治行动计划》实施对经济与环境的潜在影响

基于全产业链视角,采用资源环境投入产出模型,定量化模拟了在现有产业技术条件下国家《大气污染防治行动计划》(下称《计划》项目)实施对社会经济和资源环境的潜在影响. 结果表明,《计划》项目实施:①将拉动我国GDP累计增加20 570×108元,非农就业岗位累计增加260×104个,起到刺激经济发展、促进社会就业等作用;②将直接带动环保装备制造、建筑安装、综合技术服务、锅炉技术改造以及新能源汽车等相关行业的发展,同时通过产业链关联间接带动金属冶炼压延加工业,化学工业(不含塑料和橡胶,下同),非金属矿物制品业,电力、热力的生产和供应业等传统高耗能、高污染产业的发展;③将累计新增SO₂、NO_x、烟粉尘排放量分别为121.3×104、96.0×104和60.7×104 t,年均新增排放量相当于预期减排能力的3.8%、2.2%、2.2%,主要集中于电力、热力的生产和供应业,金属冶炼压延加工业,非金属矿物制品业,化学工业以及石油加工炼焦核燃料加工业等5个行业;④将累计新增煤炭、水资源消耗量分别为1.6×108和108.2×108 t,二者的年均新增消耗量相当于2010年消耗量的1.05%和0.36%,主要集中于电力、热力的生产和供应业及金属冶炼压延加工业. 未来应加快环保产业发展,不断优化产业结构,进一步提高火电、钢铁等国民经济基础性行业污染治理效率和资源使用效率,从产品供给角度减少大气治理活动对环境的影响.      

膜-紫外/氯组合工艺中微量有机污染物的去除及卤代消毒副产物的生成

本研究探究了膜-UV/氯组合工艺对污水二级出水中23种微量有机污染物(TrOCs)的降解动力学和降解机制,并考察了该组合工艺中卤代消毒副产物(X-DBPs)的生成及其生成潜能(X-DBPsFP),同时对处理后水样的细胞毒性和基因毒性进行了评估.结果 表明,膜预处理能有效促进UV/氯体系中TrOCs的降解,且纳滤(NF)比超滤(UF)的促进效果更明显.相比于UF,NF截留更多的溶解性有机质(DOM)从而更大程度地减弱了光屏蔽效应、对氯的消耗及对自由基的猝灭.研究发现TrOCs的降解机制可归为以下四类:HO·主导、活性卤素物种(RHS)主导、氯和RHS共同主导及氯主导.膜预处理能很好地削减X-DBPs的生成,其中UF和NF分别对卤代乙酰胺(HAMs)和三卤甲烷(THMs)的生成削减最明显,而NF对X-DBPs和X-DBPsFP的削减以及对水样毒性的削弱作用都远强于UF.此外,NF-UV/氯能显著去除X-DBPs的前驱体,从而有效控制后氯化过程水样细胞毒性和基因毒性的增强.研究结果推动了污水深度处理技术的发展并为相关研究提供了理论指导.     

北京大气颗粒物污染的区域性本质

颗粒物是北京的首要大气污染物,2006年PM10年均浓度超标60%以上.本研究基于颗粒物质量浓度在线监测和逐日TSP的采样分析,结合地面天气形势,论述了北京大气颗粒物污染的区域性特征.首先,北京大气颗粒物污染过程的形成由以冷锋过境为明显标志的周期性的天气系统决定,天气系统的活动尺度决定了颗粒物污染的区域性.其次,从PM2.5/PM10和Pb/Al比值的变化判别出颗粒物污染过程中随着颗粒物浓度的升高,细颗粒物呈现富集趋势;细颗粒物的富集由粗颗粒物的去除和超细颗粒物的生成(核化过程)、以及二次颗粒物的生成所致;污染过程中颗粒物的老化以及化学组成(Pb/Al)的大幅度变化共同表明了北京大气颗粒物来源的区域性本质.     

大气环境约束下的中国煤炭消费总量控制研究

煤炭消费过程中排放的大气污染物已成为我国大气污染的重要来源。本文采用WRF-CAMx 空气质量模型定量分析了煤炭消费- 污染物排放- 空气质量之间的影响关系,基于情景分析方法,研究了2020 年、2030年空气质量改善需求对地区大气污染物排放总量与煤炭消费总量的约束作用。在此基础上,结合重点地区行业发展与能源供需等因素,提出各省煤炭消费总量控制目标与控煤对策建议。研究结果表明,要实现2020 年、2030 年空气质量改善阶段性目标,全国煤炭消费总量应分别控制在40.8 亿吨和37.7 亿吨左右,京津冀鲁豫等11 个重点省份2020 年煤炭消费量应控制在15.8 亿吨、2030 年控制在13.1 亿吨,全国煤炭清洁化利用水平需要在当前基础上大幅度提升。     

我国钢铁工业一次颗粒物排放量估算

针对我国钢铁工业生产工艺以及颗粒物控制技术的分类,建立了一个细化到排放节点的自下而上的颗粒物排放模型.结合我国钢铁工业各地区活动水平以及颗粒物控制技术分布的历史变化趋势分析,利用此模型计算了2006—2012年我国钢铁工业一次颗粒物的排放系数和排放量.模型计算结果显示,2006年以来,我国钢铁工业颗粒物控制水平不断提高,PM_(2.5)、PM_(2.5)~10和PM10的排放系数分别降低了21.2%、19.3%和19.0%.钢铁工业一次颗粒物排放量在2006—2011年间持续增长,2011年TSP排放量为602×104t,PM10排放量为200×104t,PM_(2.5)排放量为124×104t;2012年排放量出现下降,TSP排放量为561×104t,PM10排放量为187×104t,PM_(2.5)排放量为116×104t.2012年我国钢铁工业一次PM_(2.5)排放量中的有组织排放占39.5%,无组织排放占60.5%;除加严有组织源管控之外,减少颗粒物无组织排放,对于钢铁工业颗粒物排放控制也非常重要.我国钢铁工业颗粒物排放量分布不均衡,河北、山东、江苏、辽宁、山西5个省的排放超过全国总排放的50%.     

论长江经济带大气污染防治的若干问题与防治对策

长江经济带是世界上最大的内河产业带和制造业基地,建设长江经济带是新时期中国三大国家发展战略之一,积极、有效地保护长江经济带生态环境具有非常重要的战略意义。本研究从识别突出的大气污染防治问题入手,深入分析大气污染的主要驱动力产业与能源结构,以问题为靶向,提出长江经济带的大气污染防治策略。研究结果发现,占国土面积21%的长江经济带排放了全国34%的二氧化硫、32%的氮氧化物、28%的烟粉尘、44%的挥发性有机物、43%的氨,单位面积污染物排放强度是全国平均水平的1.3~2.1倍,污染物排放远超环境容量。长江经济带126个城市中,6项主要大气污染物年平均浓度全部达标的城市比例不到1/3。颗粒物是影响城市达标的主要污染物。长江经济带产业结构偏重和能源消费以煤为主,是造成大气污染排放量的主要源头,是大气污染的主要驱动力。以解决突出的大气环境问题为核心,将环境质量作为大气污染防治的底线,持续推进空气质量改善,重点措施上,从大气污染驱动力着手,提出优化产业与能源结构、深化多污染物协同控制、推进区域联防联控等大气污染防治对策建议。     

城市空气质量达标路线图制定技术方法研究 ——以武汉市为例

城市空气质量达标是《大气污染防治法》的明确要求,也是保障广大人民群众身体健康的重要环境条件。提出了科学制定城市空气质量达标路线图的技术方法,涵盖大气污染关键问题识别与污染成因分析、空气质量改善目标制定、污染防治措施方案以及减排潜力分析等重要技术。以武汉市为例,在科学分析大气污染关键问题和污染成因的基础上制定空气质量达标路线图,提出武汉市空气质量达标应分3步走,并制定了详细的大气污染治理任务措施,为武汉市空气质量达标规划编制提供了重要的技术支撑。     

重点行业/领域碳达峰路径研究方法

区域化石能源消费量与碳排放量往往集中于少数高能耗、高排放的重点行业和领域. 重点行业/领域的产业规模、能源结构和碳排放变化直接决定区域碳排放达峰时间、达峰质量和峰值大小. 研究重点行业/领域碳达峰路径,是实现碳排放分区管控、落实行业减排责任和推动区域碳排放总量达峰的重要基础. 本研究构建了一种重点行业/领域碳达峰路径研究方法,涵盖宏观目标约束、边界和范围确定、宏观需求预测、行业关联耦合四大模块. 该方法提供了在区域经济社会发展和碳达峰目标双约束下,不同行业/领域碳排放达峰的路径优化选择. 在充分考虑国民经济社会发展需求、行业发展技术特点、国内外进出口变化的基础上,宏观预测重点行业/领域发展规模与需求变化,同时结合以技术为核心的MESSAGE模型建立动态反馈机制,分析产业链上下游供需关系,建立行业内、行业间能量流、物质流耦合关系,通过不断迭代优化确立各行业/领域未来发展需求,并建立不同发展情景,综合研判各情景提出重点行业/领域碳达峰目标与路径. 该方法满足国家、省份、城市等不同区域尺度的重点行业/领域碳排放路径分析与减排措施、成本效益、政策保障评估.      

中国石化化工行业二氧化碳排放达峰路径研究

石化化工行业是高耗能高排放行业之一,约占工业部门碳排放比例的10%,研究石化化工行业碳排放达峰路径不仅能推动工业部门尽早实现达峰,同时也为石化化工行业加快绿色低碳转型指明方向. 基于中国统计年鉴、行业协会、企业碳核查等多来源数据,在分析历史排放趋势的基础上,识别能源集中度高的重点行业和产品,采用情景分析法针对石油和天然气开采业、石油煤炭及其他燃料加工业、化学原料及化学制品制造业三大子行业中的炼油、乙烯、丙烯、对二甲苯和合成氨等重点产品,预测其基准情景和控排情景下的重点产品产量和碳排放强度,以及石化化工行业2021—2035年二氧化碳排放趋势. 石化化工行业在基准情景下排放量无法实现2030年前达峰,控排情景下将于2030年达峰,峰值为17.3×108 t. 通过能源结构调整、节能和低碳技术改造、低碳循环及高效利用等途径可以实现行业减排,与BAU(仅考虑石化产品产量变化,不考虑产品结构、单位产品能耗变化)情景相比,减排贡献最大的路径是化石能源利用清洁化改造,2030年相对BAU减排1.19×108 t,贡献率约44%;其次是加大节能和低碳技术改造力度和资源循环及高效利用,减排量分别为0.8×108和0.6×108 t,减排贡献率分别达到29%和22%.