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光化学污染论文

 论文栏目:有机化学     更新时间:2017-06-19 14:13:48

  光化学污染现状及防治对策

  摘要:指出了光化学污染已成为国内大气污染研究领域的热点和前沿,其污染现状也引起了国家和公众的重视。主要阐述了光化学污染的危害,分析了镇海区环境空气中光化学的污染现状,提出了镇海区环境空气光化学污染的防治对策。更多化学论文相关范文尽在九州论文发表网。

  关键词:化学论文

  1引言

  与以燃煤产生的SO2和TSP(总悬浮颗粒)污染为特征的煤烟型污染不同,光化学污染属于复合型污染。在一定的湿度、温度、风速等气象条件下,含有氮氧化物(NOx,主要为NO2)和烃类(包括挥发性有机物,VOCs)的大气,在太阳紫外线照射下发生一系列复杂的反应,产生出一些氧化性很强的臭氧(O3)和过氧乙酰硝酸酯(PAN)、硝酸(HNO3)等二次污染物。这些产物及反应物的混合物被称为光化学烟雾[1,2]。在大城市尤其是石油化工型城市,随着工业企业和机动车的增加,导致排入大气的NOx和VOCs持续增加,为光化学烟雾的形成提供了丰富的前提污染物来源,在强阳光和低湿度的午间和午后,光化学烟雾污染频繁发生并日趋严重,已经越来越严重地威胁着居民的健康[3~10]。通过对镇海区环境空气中光化学的污染现状进行分析,提出了与镇海区污染状况相适应的污染防治对策。

  2镇海区光化学污染现状

  我国对光化学污染中各项污染物的含量并未作明确的规定,而O3一般占所有光化学反应产物比例的90%以上,是判定光化学污染的指示物之一[11~14]。根据《镇海区“十二五”环境质量报告书》,自2013年开始国家对空气中的臭氧列入常规监测以来,镇海区空气中臭氧浓度超标的天数有逐渐增加的趋势(见表1),其中2015年臭氧浓度年评价值首次超过国家二级表12013~2015年镇海区环境空气质量状况年份PM2.5PM10NO2臭氧超标天数/d年均值超标天数/d年均值超标天数/d年均值超标天数/d年均值2013年6954481046171342014年4044062543271592015年394605964640164国家二级标准(均值、年评价值)403570160标准,且2015年的臭氧浓度超标天数也首次超过主要污染物PM2.5。从表2的近3年环境空气污染物单项指数来看,只有臭氧污染物指数呈上升趋势;从图1中也可以看出,2013年来,镇海区环境空气中日臭氧最大8h均值超过100μg/m3的天数在增加。由此可以表明,镇海区已开始出现光化学污染的征兆。

  3前体物污染排放现状及排放量的变化趋势分析

  3.1前体物污染排放现状3.1.1NOx排放现状“十一五”和“十二五”期间,镇海区NOx(主要为NO2,统一以NO2计)的排放量得到了较大幅度的削减(表3),但其平均排放浓度仍较高,部分重点污染源在一定时段存在超标排放的现象。根据监测数据显示,在2010~2015年间,NO2年平均浓度下降幅度不明显,维持在45μg/m3波动,超过国家二级标准值(图2)。3.1.2挥发性有机物(VOCs)排放现状镇海区内石油化工企业排放的有机废气是空气中VOCs的主要来源,此外机动车燃油、机械制造和金属制品制造过程中使用的有机溶剂以及喷涂作业使用的有机溶剂也是空气中VOCs的来源。环境监测数据表明,2011~2015年镇海区3个监测站点的空气中VOCs年浓度均值总值波动较大,尽管2015年有明显下降的趋辨,但镇海中学和区围垦局站点2015年空气中VOCs年浓度均值总和仍保持在2011年的水平(澥浦站点因周边化工企业搬迁,空气中VOCs年浓度均值总和有明显下降)。同时,3个监测站点空气中VOCs年浓度均值总和明显高于NO2年浓度均值,说明空气中VOCs浓度仍处于较高水平(图3)。3.2前体物污染排放量的变化趋势分析涉及光化学反应前体污染物(NO2和VOCs)的排放源主要有3个方面:石化企业、燃煤(气)锅炉、机动车和挥发性有机物使用企业。“十三五”及今后一段时期,镇海区NO2和VOCs排放量的变化情况分析如下.(1)NO2排放总量将会有所下降。火力发电和锅炉燃煤(气)占NO2排放的绝大部分,通过采取执行特别排放限值,锅炉燃煤的NO2排放总量不会显著增加;但随着石化产品的大量增加,货物运输中产生的NO2排放量会相应增加;家用机动车保有量的增加也将增加NO2的排放量。综上分析,今后一段时期,镇海区NO2的排放总量将会有所下降。(2)VOCs排放总量将不会明显下降。技术进步和不断严格的环保监管,可使现有石化企业VOCs的排放最降低,但如果某些重大项目上马,则VOCs的排放量会大幅度增加,与之相应的下游产品生产的投资项目也会增加;石化产品的大量增加,随之带来运输量的大幅增加,货物运输中产生的VOCs排放量也会相应增加;对于机械制造、金属制品和家具制造行业,随着工艺技术的改进和环保治理设施的升级,VOCs的排放会逐步下降;家用机动车保有量仍将趋于上升趋势,其VOCs的排放仍将继续增加。综上分析,今后一段时期,镇海区VOCs的排放总量将不会明显下降。

  4光化学污染趋势分析

  目前镇海区尚未对产生光化学污染的主要污染物指标PAN(过氧乙酰硝酸酯)开展日常监测。但是,镇海区空气中NO2浓度和VOCs总体浓度处于较高水平,烯烃(特别是乙烯)浓度呈现上升趋势[15],空气中O3(臭氧)浓度逐年上升且超标频率增加,镇海区已开始出现光化学污染的征兆。光化学污染的形成受前提污染物(NO2和VOCs)和气象条件的影响。鉴于镇海所处的纬度和地理环境的不可更改性,其气象条件不可能发生较大的变化。空气中特别是低空和近地面NO2和VOCs的浓度对镇海光化学污染的形成起决定作用。日前,镇海空气中VOCs总体浓度要高于周边其他区、市;NO2浓度与宁波市区基本接近,但要高于周边其他县、市[16]。在一个较长时期,镇海区的VOCs排放总量将不可能得到大幅度的降低(以低空和近地面排放为主),NO2的排放总量虽会有所下降(高空排放量下降明显),但近地面排放量会增加,因此,镇海低空和近地面的NO2和VOCs的浓度预计不会明显下降。在一个较长时期(5年以至更长的时间),镇海区产生光化学污染的条件将不会有明显改善的趋势,在某一时段,反而会有加重的可能。

  5光化学污染防治对策

  光化学污染属于复合型大气污染,其主要表现形式为臭氧污染。由于臭氧生成机制的复杂性和前体物(NO2和VOCs)来源的多样性,使得光化学污染防控比煤烟型污染治理来得尤为困难。镇海区大气中PM2.5和臭氧浓度水平均较高,因而大气复合污染的态势十分严峻。由于光化学烟雾成因复杂,其治理难度也就更大,解决这种具有复杂生成机制的二次污染需要通过长期的努力,采取多种手段结合综合防治的措施。5.1加快执行大气污染特别排放限值制定执行大气污染特别排放限值的时间进度表,对火电、供热锅炉、炼油、石化等行业排放的NO2和VOCs,实行限期治理;采用多种手段开展泄漏监测,加强对VOCs无组织排放的监管,削减VOCs排放总量。5.2加强交通运输污染防治,有效控制NO2排放加强对重型货车(集卡、液化品罐车、工程车)尾气排放的监管,对在镇海区的重型货车配备SCR装置(选择性催化还原装置),督促过境车辆必须配备SCR装置,并开展经常性检查;推进“黄标车”加速淘汰进程;加快港口码头岸基高压变频设施建设,对停港船舶,用岸电替代柴油,减少NO2的排放。5.3加强对机械制造等行业VOCs的治理通过改进工艺技术,促使机械、金属制品、家具制造等企业提高机械化、自动化水平,减少有机物的使用和VOCs的无组织排放,更新改造有机废气治理设施,提高设施处理效率,扩大环保监督抽查覆盖面,督促环保设施的有效运行。5.4加强多部门协同监管在建筑装饰行业加大推广使用环保涂料的力度;加强对汽车维修行业喷漆废气治理设施和餐饮行业的油烟治理设施使用效果的检查。5.5充分发挥现有环境政策的作用全面推行排污许可证制度,加快开征挥发性有机物排污费;加强对新建项目NO2和VOCs排放总量替代的管理;加强对重点行业和重点企业的环保核查。5.6加强环境监测能力建设开展空气中PAN及其同系物的监测工作,建立光化学污染预警及应急响应机制;完善以环境质量监测、污染源监测和环境信息支撑为核心的环境监测信息网。5.7加强市民环保教育提高市民对光化学污染的认识程度,加强市民自身的环保意识,减少社会生活环境中易产生VOCs类物质的使用。

  6结语

  通过以上分析可以看到,对镇海区而言已开始出现光化学污染的征兆。根据光化学污染现状,镇海区产生光化学污染的条件将不会有明显改善的趋势,在某一时段,反而会有加重的可能。为此,应该加快执行大气污染特别排放限值,加强交通运输污染防治,有效控制NO2排放,加强对机械制造等行业VOCs的治理,加强多部门协同监管,充分发挥现有环境政策的作用,加强环境监测能力建设,加强市民环保教育,净化环境空气质量,切实改善人民生活环境。

  作者:黄酉腊 章勤 舒天阁 单位:浙江省宁波市镇海区环境监测站

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