清研智談 | 大氣污染的現狀及其綠色化、信息化防治措施

隨著工業化和城市化的不斷加快,社會經濟高質量發展,但同時也產生了高污染問題,大氣污染是其中之一,不僅損害人體健康,而且給人類的生產生活帶來了諸多危害。目前我國大氣污染依然嚴重,治理工作仍然嚴峻,如何做好大氣污染綠色化、信息化防治,對于改善大氣污染具有重要意義。
一、大氣污染的現狀
燃煤及工業污染
我國大氣污染中最為嚴重的主要是煤煙型污染,盡管通過引進先進的燃煤設備、選用先進的脫硫技術和除塵設備等方式來控制大氣污染的程度,但是有一些經濟發展較慢的地區,為了追求經濟的快速發展,容易被眼前利益吸引,通過大量燃燒木材、煤炭等天然資源來換取經濟效益,在經營發展過程中對生產設備不進行及時優化,造成廢氣排放量超過當前標準范圍,隱蔽排污,忽視超標排放廢氣對大氣環境的危害。

機動車排放污染
汽車、飛機等尾氣大量排放也是造成大氣污染越來越嚴重的又一主要因素,家庭汽車出行、快遞運輸日益頻繁,加上私人燃油汽車保有量逐年增加,交通運輸規模不斷擴大,使得燃油交通工具尾氣排放問題越來越嚴重,有部分汽車在行駛過程中需要消耗大量柴油來提供動力,而柴油燃燒會產生較多有毒有害物質,這些物質大量排放到空氣中嚴重污染大氣環境。

二、大氣污染的危害
危害人類身心健康
受到污染的大氣環境中懸浮著多種固體顆粒,這些顆粒大量聚集就會形成霧霾,人類長期生活在這種大氣環境中,不僅會影響人們的心情,而且會誘發各種疾病,尤其是免疫力較低的老人和嬰幼兒,容易對其身心產生不利的影響。對于空氣動力學直徑小于或等于10μm(即PM10)的顆粒物,其可被人直接吸入呼吸道,長期累積會引起呼吸系統疾病,其中空氣動力學直徑小于2.5μm的顆粒物(即PM2.5)通過咽喉進入肺泡,PM2.5在肺泡中不斷沉積進入血液循環系統,可引發與心肺功能障礙有關的疾病,哮喘、咳嗽、呼吸困難、心血管等疾病都有可能出現,嚴重的甚至會造成人體肝功能衰竭。

影響氣候環境
加劇溫室效應:隨著人口增加和經濟發展、工業化程度的加快,人類向大氣釋放大量的溫室氣體,導致大氣中的CO2,CH4,N2O等超標,這些溫室氣體具有很強的吸收地面輻射的能力,形成溫室效應。溫室效應的加劇,使得地球低層大氣熱量聚集過多,地表溫度持續升高,導致部分地區常年出現風雹、洪水、干旱等自然災害。
全球氣候變暖:由于人類生產活動的規模擴大和地球人口的增加,排放出大量溫室氣體,尤其是溫室氣體CO2,這些CO2沒有及時得到固碳,使得CO2的濃度始終維持在較高水平,從而加劇了溫室效應,溫室效應的加劇加速全球氣候變暖的進程。全球氣候變暖會影響自然生態系統,例如,海平面升高、冰川退縮、凍土融化,海平面每隔10a將升高6cm,因此一些海岸地區將被淹沒。全球變暖也會使得氣候異常,造成夏天更熱、冬天更冷的極端天氣,容易出現旱澇災害。同時,全球氣候變暖使得動植物分布范圍向極地和高海拔地區延伸,加速物種滅絕,這些都可能導致自然生態系統發生變化,全球氣候變暖將威脅人類及其他動植物的正常生存。

三、綠色化防治大氣污染措施
源頭控制
從排放大氣污染物源頭入手,需更新部分大型陳舊鍋爐,使其除塵、脫硫、脫硝性能得到跨越式提升,逐步淘汰直接排放煙氣的小鍋爐,促使重點行業和企業盡快達到生產的脫硫、脫硝、除塵目標,實現從源頭控制污染物排放的目標。
重視并采取相關措施來減輕汽車尾氣污染物給大氣環境帶來的危害。可以采用分時段限號限行、區域限行等方法來有效控制汽車尾氣污染物排放量。在日常生活倡導人們綠色出行,增強環保意識,如有近距離外出需要,可以選擇騎行或步行,如需乘車盡量選擇公共交通工具,從而減少私家汽車的使用頻次,使得汽車尾氣排放量降低。同時,鼓勵汽車制造企業自主研發或引進先進的尾氣治理技術,從而降低尾氣排放量。

加強常態化監控監測大氣環境力度
(1)各相關部門應清楚不同產業在不同階段可能造成的大氣污染問題,加強常態化監控大氣環境的力度;
(2)通過制定系統的監測方法,不斷完善空氣質量監控體系,實時監測大氣環境中顆粒物、有毒有害氣體污染情況,加強有關環境保護部門對于顆粒狀污染物及有毒有害氣體特征的分析和污染源的研究;
(3)大力宣傳大氣環境對人類生產生活的重要性及對居民健康的影響,讓廣大群眾參與到防治大氣污染的工作中。
優化現有能源結構,合理運用新能源
多煤少油缺氣是我國的能源格局,因此,煤炭作為大部分重工業的主要燃料能源,給這些產業帶來不錯的經濟效益,但是大氣污染物也在燃煤過程中大量產生。為了實現綠色化防治大氣污染的目標,要優化現有能源結構,及時尋求清潔能源來替代煤炭能源,如風能、太陽能、潮汐能、核能、地熱能、生物質能、天然氣、石油液化氣、煤氣等,逐步減少對煤炭能源的依賴,合理運用新能源。
四、信息化防治大氣污染措施
在完善的法律制度框架內,充分借助信息化技術和手段開展環境監測和信息公布,以信息化技術助力大氣污染防治。構建“天—空—地”一體化監測系統,包括衛星遙感、無人機、固定點位監測、移動走航車等全方位監測技術手段,相互配合、相互補充采集監測數據。

大氣環境衛星遙感
大氣污染源衛星遙感監測技術包括:工業熱源熱紅外遙感監測。大氣環境衛星遙感監測技術包括:細顆粒物高分辨率衛星監測、臭氧及其前體物衛星遙感監測以及裸地高分辨率衛星監測。利用細顆粒物高分辨率衛星、臭氧及其前體物衛星遙感監測技術等手段,對周邊地區實現在較大范圍內對多種大氣污染物進行監測,獲取其時空變化特征,監測區域內及污染物區域傳輸供管理人員研判和決策使用。
無人機監測
采用無人機/汽車搭載小型大氣移動監測設備,對特定區域的空氣污染情況進行二維/三維掃描,并實時生成直觀的可決策信息,可幫助環保部門針對性地解決難以解決的問題,達到高效省時、靈活隱蔽、快速鎖定污染源、降低風險、全面分析的目標,協助領導在大氣防治中提供行動思路和依據。
顆粒物激光雷達監測
針對大氣污染問題,建設顆粒物激光雷達監測體系,結合衛星遙感探測數據分析和地面常規監測數據,形成對監測區域立體精細化監測網,為大氣污染來源分析、區域大氣環境考核管理、區域污染預警預報和大氣防治政策的制定提供科學有效的數據支撐。
熱點網格監測
采用“網格化布點+多元數據融合+時空數據分析”的模式,在區域范圍內以網格形式布設現場監測點,用以獲取實時、全面、高密度的大氣污染物濃度數據,運用基于可時空化展示的大數據平臺及相關管理系統,進行監測數據的篩查、校準、統計分析和動態圖繪制及趨勢展示,實現全區大氣污染物濃度的時空動態變化趨勢分析,進而判斷污染來源,追溯污染物擴散趨勢,對污染源起到最大程度的監管作用,為環境執法和決策提供直接依據。
移動走航監測
大氣移動走航監測系統可搭載多種先進光學大氣監測設備的可移動式、對指定區域及廠界氣體成份(顆粒物、溫室氣體、環境污染氣體、腐蝕性氣體、惡臭氣體、揮發性有機物VOCs等)及相關氣象參數進行在線自動連續監測的大氣監測系統。用于工業生產過程無組織排放監測和園區/企業邊界環境污染敏感性監測,可使用范圍涵蓋園區、石油、化工、冶煉、噴涂、垃圾焚燒、固廢處理、造紙等場景。系統可以根據采集數據,出具基于GIS系統的走航濃度圖,以及基于氣態物質擴散模型的時空分布圖,從而為區域對園區和廠區及指定區域,指定特征污染物進行區域無組織排放的環境大氣排放物數據采樣,準確給出測量時間段區域的主要大氣排放污染物物質排放通量,用于環境監測,為有關執法部門提供決策依據。
清研集團多年來深耕咨詢業務,尤其在大氣環境咨詢領域擁有專業團隊,在大氣污染綜合防治、大氣污染精細化管理、大氣環境智慧監測監管等方向具有豐富的咨詢、項目建設實戰經驗,為客戶提供了全方位、多維度的咨詢方案和治理措施。
撰稿 | 崔利波 清研集團智慧生態環境研究部研究員
編輯 | 陳澤璽
圖片 | 網絡