中国火电行业SO2排污交易政策研究及框架设计

总结美国推行排污交易的发展历程及经验,从总量控制与排污交易的基本内涵出发,阐述排污交易的基本特征.立足于中国当前火电行业SO2排放总量控制的进程,综合分析当前火电行业SO2排放总量的控制方法、边际治理成本差异、定量化管理条件以及社会认同程度可以得出,中国已具有对火电行业实行SO2排污交易的基本条件.在此基础上,设计出中国火电行业实行SO2排污交易的框架体系.     

我国区域大气污染防治协作历程与展望

建立横向跨区域大气治理的联防联控协调机制是解决区域性大气污染的重要手段。我国自20世纪90年代开始探索通过区域协作解决区域性大气污染问题，经过30多年的发展，区域大气协作取得阶段性成效，但是区域协作的内在动力和持续性不足，难以满足未来区域大气环境管理需求。本文从理念形成、实践探索、机制完善等层面系统回顾了我国区域大气污染防治协作发展历程，结合“大气十条”以来重点区域联防联控工作重点和机制创新，总结了空气质量改善、统一标准体系建设、重污染天气应急体系建设、环境监管模式创新、科技支撑等方面取得的主要成效。基于未来我国区域大气环境管理需求，从综合管理体系、立法保障、规划统筹、信息共享等方面提出进一步完善的对策建议。     

美国颗粒物污染防治政策对中国的启示

大气颗粒物污染可对公众健康和区域环境造成严重的不良影响,有效控制颗粒物排放是我国当前亟待突破的环境问题。美国颗粒物污染防治工作起步较早;联邦政府以推动空气质量达标为核心目标,分别针对电力、工业、机动车等不同排放源开展了一系列技术改造和总量控制的环境管制措施,目前颗粒物减排已取得了显著成效。回顾分析美国的颗粒物治理历程和相关经验,有助于探索和制定针对我国国情的颗粒物污染控制路线和措施,促进我国颗粒物有效减排、空气质量逐步改善。     

我国燃煤电厂颗粒物排放特征

基于我国燃煤电厂(不含港、澳、台数据,下同)的燃烧技术及颗粒物控制技术分类,建立了燃煤电厂颗粒物排放计算方法.利用该方法,分析了2000─2010年我国燃煤电厂颗粒物排放量及分布特征.结果表明:我国燃煤电厂颗粒物排放量自2000年起持续增加,于2005年达到最高值(375×104t),其中PM10、PM2.5排放量分别为237×104、129×104t;此后逐年降低,2010年降至166×104t,其中PM10、PM2.5排放量分别降至126×104、85×104t.随着静电除尘及湿法脱硫的普及,颗粒物中PM2.5所占比例由2005年的34.3%升至2010年的51.2%.我国燃煤电厂颗粒物排放地区分布不均衡,2010年内蒙古、山东、河南、江苏、山西和广东六省区的排放量占全国排放总量的44%.PM2.5排放因子也因各省燃煤电厂颗粒物排放控制技术不同而产生差异,其中煤粉炉、循环流化床锅炉的PM2.5排放因子分别为0.35~0.75、0.27~0.90 kgt.从机组规模影响来看,单台容量在30×104k W以下的燃煤机组是粗颗粒(PM10)的主要来源,而在30×104k W以上的燃煤机组对PM2.5排放贡献(64.6%)较大,这主要与这类燃煤机组静电除尘和湿法脱硫的安装比例高有关.     

关于加强我国烟粉尘污染防治的对策建议

当前以细颗粒物和臭氧为主的区域大气污染形势日益严峻,大量燃煤排放的烟尘和工业生产排放的粉尘是一次细颗粒物的主要来源,严格控制烟粉尘排放有助于改善大气环境质量。通过系统总结了我国烟粉尘排放控制状况及存在的问题,结合当前环境管理需求,从新建项目准入、排污许可、达标管理、清洁生产、监管能力建设等方面提出了烟粉尘污染防治管理模式。     

火电机组湿法石灰石-石膏烟气脱硫成本与综合效益分析

选择单机为300、600、1000MW的火电机组,分别分析了含硫量在0．5％～3．00％范围内,火电机组脱硫成本的变化情况;并以单机300MW火电机组为例分析了给火电机组脱硫后产生的经济效益,最后简单探讨了电力行业烟气脱硫带来的环境效益。结果表明：对于同一火电机组,随着煤炭含硫量的增加,其脱硫成本呈下降趋势;当煤炭合硫量相同时,火电装机容量越大,其脱硫成本越小;而且火电机组脱硫后每年获得净利润远大于其脱硫成本,同时能够产生较大的环境效益。     

2015～2021年京津冀及周边地区PM2.5和臭氧复合污染时空特征分析

为了解京津冀及周边地区“2+26”城市PM_2.5和O₃复合污染时空分布特征,利用ArcGIS和SPSS软件对2015～2021年京津冀及周边地区“2+26”城市空气质量数据和气象数据进行关联性分析.结果表明：(1) 2015～2021年PM_2.5污染持续减缓,污染集中在区域中南部;O₃污染呈波动上升趋势,空间分布呈现“西南低,东北高”的格局.季节变化来看,PM_2.5浓度主要为：冬季>春季≈秋季>夏季,O₃-8h浓度为：夏季>春季>秋季>冬季.(2)“2+26”城市PM_2.5超标天数持续下降,O₃超标天数波动上升,复合污染日下降趋势显著;PM_2.5和O₃污染在夏季呈强正相关,相关系数最高达0.52,冬季呈强负相关.(3)对比典型城市臭氧污染时期与复合污染时期气象条件,复合污染发生的温度区间集中在23.7～26.5℃、湿度48%～65%和S～S...     

2005~2018年河南省NO2柱浓度变化特征

运用OMI卫星遥感资料对河南省2005~2018年NO₂柱浓度的时空分布进行分析,并结合国家大气污染防治政策的实施,研究了2013年之后河南省NO₂柱浓度的变化特征.结果表明,河南省NO₂柱浓度的空间分布为东北高、西南低,高值和低值中心分别位于安阳-新乡-焦作一带（>18.0×10¹⁵molec/cm²）和洛阳-三门峡-南阳市交界（4.0~8.0）×10¹⁵molec/cm².从季节变化来看,冬季NO₂柱浓度高于春夏季,冬季高值中心的浓度较春夏高50%~70%.在2011年前,河南省NO₂柱浓度不断上升,北部较南部增速快.2011年后全省NO₂柱浓度明显下降,焦作-新乡-安阳一带下降最快,主要污染物总量减排和大气污染防治行动计划的实施有效促进了浓度的下降.《大气污染防治行动计划》实施后,与位于京津冀大气污染传输通道的城市相比,传输通道外的城市NO₂柱浓度下降速度慢甚至略有增长,应进一步加大其大气污染防治力度.     

基于卫星遥感数据和污染控制政策分析河南省2001—2018年SO2浓度变化特征

为研究河南省长时间序列的ρ（SO₂）变化特征,运用MERRA-2卫星遥感资料并结合《大气污染防治行动计划》的实施,对河南省2001—2018年ρ（SO₂）的时空分布特征进行分析.结果表明:①河南省2001—2018年ρ（SO₂）的空间分布呈东北高、西南低的特征,高值、低值区域分别位于焦作市-新乡市-郑州市北部一带和洛阳市-三门峡市-南阳市交界一带;秋季、冬季ρ（SO₂）高于春季、夏季,冬季ρ（SO₂）比春季、夏季高50%~70%.②2011年前,河南省年均ρ（SO₂）不断上升,北部较南部增速快,年均增速为3.5~4.0 μg/（m3·a）;2011年后,西北部大部分地区ρ（SO₂）呈下降趋势,焦作市-新乡市-安阳市一带下降最快.③2013年《大气污染防治行动计划》实施后,河南省北部ρ（SO₂）呈递减趋势,濮阳市及其周边下降最快,降速超过0.4 μg/（m3·a）;但中南部仍呈缓慢增长趋势,增速高达0.6 μg/（m3·a）.研究显示,主要污染物总量的减排和《大气污染防治行动计划》的实施促进了河南省ρ（SO₂）的下降,但不处于京津冀大气污染传输通道“2+26”城市的地区ρ（SO₂）下降速度较慢甚至略有增长,应进一步加大非传输通道城市大气污染防治力度.      

聊城市冬季PM2.5载带金属元素污染特征、风险评价及来源分析

为研究聊城市冬季环境空气中PM_2.5载带金属元素的污染特征、风险评价及来源,分别于2018年和2019年的1月采集了环境空气PM_2.5样品并分析了其中19种金属元素的浓度.结果表明,采样期间聊城市冬季ρ（PM_2.5）和金属元素浓度平均值分别为（87.7 ± 39.9）μg·m^-3和（6.92 ± 2.91）μg·m^-3,金属元素中ρ（Ca）和ρ（Al）最高,分别为1.97 μg·m^-3和1.35 μg·m^-3,其他元素浓度相对偏低,相较于清洁天,污染天时ρ（Ca）、ρ（Al）、ρ（Fe）及ρ（Ti）有所降低,而其他元素浓度均有所升高.地累积指数（I_geo）结果表明,聊城市冬季Cd、Zn、Pb、Sn和Cu的 I_geo均高于2.5,受污染程度均在重度污染以上,其他元素I_geo均小于1,属于轻度污染或无污染程度.潜在生态风险评价结果显示金属元素的RI指数高达10 114.2,潜在危害较强,其中Cd的E_r最高为9 802.2,其次为Pb、As和Cu,Cd贡献率达到96.9%,是聊城市冬季金属元素潜在生态风险的关键因子,且清洁天时潜在生态风险较高;对于人群健康风险评估,Mn、Cr、Pb、Ni、As、Co、Cd、V和Ba这9种元素的综合效应具有一定的非致癌风险及致癌风险,致癌风险最高的为As,R值为1.16 × 10^-5,其次为Cr（Ⅵ）,污染天相关元素的非致癌及致癌风险均明显高于清洁天.富集因子结果及主成分分析结果显示,Cd、Pb、Zn和Sn元素富集程度显著,除Ca元素外,其他元素污染天富集因子均明显升高,金属元素的主要来源包括交通源、燃烧源、扬尘源及煤炭燃烧源,贡献率分别为37.5%、22.5%、17.5%和7.2%,整体看聊城市冬季PM_2.5载带金属元素受人为源影响较大,其中交通源和燃烧源为重点管控源类.