(二)综合治理大气污染
- 卫星上“看不见”的城市
本溪是我国主要原材料和钢铁生产基地,然而 1979 年联合国环境规划署
的资源卫星照片上看不见这个城市。在本溪 43.2 平方公里的市区中却分布着
420 家工厂,其中排污企业竟达 200 家之多。每年要排放有害气体 947 亿立
方米,烟尘 9.1 万吨,工业粉尘 12.2 万吨,二氧化硫 10.5 万吨,滚滚的烟尘形成一个巨大的气盖,严严实实地扣在本溪市的上空。难怪在卫星照片上, 本溪只是一片白烟,成了“看不见”的城市。本溪人民深受环境污染的危害。呼吸道发病率居全国之首,肺癌发病率达 0.3486‰。恶劣的环境不仅危及本溪人的身体健康,也严重制约了本溪的经济发展。
大气污染不仅是本溪一个城市的问题,从全国看,只在局部地区有所改善,多数城市呈恶化趋势。我国目前工业发展水平大体上相当于发达国家 60
年代初的水平,大气环境污染程度与 60 年代公害泛滥时期也相当。特别是冬季采暖期更为突出。一些城市总悬浮微粒和二氧化硫浓度已达到伦敦烟雾事件起始值。如遇到不利于扩散的天气条件,就会出现重大烟雾事件。
- 煤烟型大气污染
空气污染的危害程度主要取决于空气污染物的浓度。城市中,人口和工业过于集中,每天排放成千上万吨污染物,如果没有自净能力,受污染的空气很快就能使人中毒。但城市生态系统有许多消除污染的自净机制。例如, 植物可通过一系列的生理生化反应中和、分解、降解有毒物质;空气中的固体颗粒可以与水汽结合,或随降水落到地面;还有一部分化学物质可以生成新的无毒物质;随着空气的流动和大气环流使一部分污染物通过稀释或扩散达到自净。但城市过于集中、过大,这种稀释和扩散作用就有困难。还有位于狭谷地区的城市,一旦出现逆温,污染物就会罩在城市上空,滞留不动, 增加污染物的浓度,产生危害。
我国城市大气污染量是以二氧化硫、微粒为代表的煤烟型污染,来源于燃煤。我国在能源结构中煤炭占 76.12%,工业能源结构中煤占 73.9%,烧煤设备又以中小型为主,热效应低,耗能高,多数无脱硫除尘装置,“三废” 排放量大,而且是低空排放,更加剧了城市空气污染。城市居民用煤每年约消耗 1.5 亿吨,这是居民区的主要污染源。解决这种“煤烟型”污染,控制城市大气污染,应从城市能源结构和燃烧方式入手。中国是一个发展中国家, 经济能力有限,目前不可能把城市的用煤全部变成煤气使用,更不可能变成电能。当前应走综合治理的道路。一方面改革煤炭的利用方法和燃烧设备; 另一方面改革燃料结构。前者有以下措施:
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推广节能高效设备。淘汰落后的锅炉和燃烧装置,推广高效节能锅炉。如推广流化床和循环流化床小型锅炉,可使热效率提高到 80%—85%,加入固硫剂后,可脱二氧化硫 80%,降低氮氧化物 50%—60%。
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推广型煤。目前许多地方仍以燃烧原煤和粉煤这种落后的方式使用燃煤,不仅浪费能源,而且污染环境。推广型煤则是一种适合我国目前经济条件,既节约煤炭又减少污染,既投资少又见效快的一种环保有效措施。所谓型煤就是将原煤经简单加工,根据不同要求,做成不同形状的燃料。例如,
蜂窝煤、煤球是民用型煤。型煤燃烧充分,热效率高。一般说,节煤 15%以上,减少烟尘排放量 50%以上,多环芳烃排放量减少 50%,一氧化碳排放量减少 70%—80%,提高热效率 10%—20%。若在型煤中掺进少量固硫剂,还可脱除50%—60%的二氧化硫。目前民用型煤正以年产 5000 万吨的规模,从大中城市走向县城和乡镇,预计本世纪末城乡人民生活用煤可基本实现型煤化。但耗煤最多,排污最大的工业和民用锅炉,仍基本上使用原煤燃烧,今后应积极采取强有力的措施推广工业型煤。
- 集中供热。改变目前分散、落后的供热方式,成为由企业间或地区性的供热中心集中提供热水和采暖供热。在北方城市,实行热电联产供热和集中锅炉供热,与分散的小锅炉相比,具有投资省、热效率高、节约能源和利于集中进行烟气净化的优点,所以是一种节约能源、改善环境、利国利民的重要措施。调查统计表明,电热联产供热,每 1 万平方米每天可节约标准
煤 393 公斤,就全国现已建成的热电机组计算,每年即可节约标准煤 1000
多万吨,价值 15 亿元以上,大大改善了环境。北京东郊工厂集中区实行集中
供热后,冬季采暖期,每立方米大气中的二氧化硫浓度为 0.009 毫克,而没
有实行集中供热的市中心为 0.27 毫克。集中供热还可以减少烟尘量和垃圾。据测算,1 吨煤如分散燃煤产生的烟尘是集中燃烧的 2—3 倍。风速对烟尘的扩散有重要的作用,离地面越高,风速越大,烟尘稀释扩散也就越快。可见, 地面大气污染的浓度与排烟高度的平方成反比。通过提高烟囱的高度,使烟尘得到稀释。集中供热,用的是大锅炉,烟囱高,因而扩散烟尘的效果好。在人口集中的城市,特别是北方的冬季,有的城市居民用煤量甚至超过工业用煤。在这些城市,采用集中供热就更为迫切。到 1985 年底,北方 120 多个
城市中已有 40 多个城市建成集中供热设施。城市集中供热面积在“七五”期
间也有很大增长,从 1985 年的 27 000 万平方米,增加到 1989 年的 19 400
万平方米,增加了 6.19 倍。
- 高硫煤矿区发展洗煤、筛煤分厂。我国是世界上唯一以原煤计量的国家,将原煤直接出售使用,是管理落后的一种表现。通过煤炭洗选加工可使原煤中的灰分和硫分等杂质得以清除,既节约了资源运输费用,又保护了环境。我国原煤中灰分含量平均约占 23%,含硫量为 1.72%。每年生产的 6 亿多吨原煤中,硫分含量超过 2%的高硫煤约占 1/6,四川、贵州、广西、山东等地煤炭的含硫量高达 5%。燃烧时,煤中的硫大部分进入大气,这是这些地区酸雨严重的重要原因。高硫煤如经过水洗后,可把占总量一半左右的硫铁矿和灰分留在水和矸石中,城市就能用上比较干净的煤,并提高燃煤热值
(煤中的灰分每降低 1 %,相当于提高热值 1.6%)。
煤炭经洗选加工,还不能全部清除污染物。因此,还必须采用除尘和烟气脱硫措施,使排出的烟尘达到国家规定标准。
煤炭与石油、天然气、水电等能源相比,是一种“肮脏”的能源,有害物质和废渣多。例如,煤的灰分量为 5%—20%,石油为 0.2%,天然气中灰分更少。解决城市大气污染从根本上说,应改革城市燃料结构。
- 改革城市燃料结构。煤气与固体和液体燃料相比是最方便、最干净、热效率最高的优质燃料。1 吨气体燃料用于锅炉加热,可取代 1.3 吨重油和
2.6 吨煤炭;作为民用燃料,热效率要比烧煤高出 3 倍,可取代 7 吨民用煤, 同时消除了民用煤对低空的污染。所以,应积极发展城市煤气与利用工矿企业所产生的可燃气、矿井的瓦斯气、油田的伴生气等,扩大气体燃料的比重。
在没有现成气源可资利用的地区,可用煤生产煤气。这十多年来,城市燃料结构已有很大变化,城市居民用气体燃料的普及率已由“五五”期间的15.2%,提高到 1993 年的 57.0%。深圳、珠海、烟台、威海、海口等城市的普及率已在 94%以上,①计划本世纪末有 50 个重点城市基本普及气体燃料。
炊事电气化不仅是消除污染、改善环境的根本措施,也是合理利用能源, 提高经济效益的重大措施。城市居民每户每天平均炊事耗煤 4 公斤,如用电
代替,只需 4 度,以每度电耗煤 0.4 公斤计,可节煤 50%以上,而且费用低
廉。如果采用水电费用更省。据研究,如在黄河大峡修建一座年发电 1 000
亿度的电站,就可以解决兰州 100 多万人口的照明、炊事和取暖用电,投资
10 年内可收回,这不仅彻底解决了兰州市的环境污染,每年还可节约煤 50 多万吨。在污染严重、水电资源又丰富的地区,要尽早做到炊事电气化。
此外,还要加强对核能、地热能、太阳能、潮汐能、风能、沼气等新能源的开发利用。
- 积极开展余热的综合利用。工业余热量大,仅据冶金行业估算,可利用的余热每年达 500 万吨标准煤。化工、轻工、建材、电力等部门,都有大量的余热可资利用。余热可用于取暖、养殖等。例如,首钢利用余热取暖, 去掉了 40 多个锅炉,一个采暖期就节煤 2.4 万吨,减少了大量废物排放,改善了大气质量。
- 光化学烟雾
主要污染源是交通工具和工业排放出的废气。尤其是汽车废气,危害更大。美国是汽车密度很高的国家,产生的汽车废气也多,占有害排出物总量的 60%。洛杉矶每天要排出 1 000 吨碳氢化合物、433 吨氮氧化物和 4 200 吨一氧化碳,是世界城市中最早出现光化学烟雾的地方。日本东京也曾在1970 年发生了持续整整一个夏季的光化学烟雾事件,使 2 万人患了眼病。
我国城市交通以发展公共交通为主,但近年来,城市客、货车辆和私人汽车不断增加,对大气质量产生了很坏的影响。兰州已出现了光化学烟雾事件。防治光化学烟雾的办法是改革对工业排出废气中氮氧化物的处理和改革交通运输工具及燃料。汽车尾气主要来自汽油的燃烧,如采用无铅汽油、液化天燃气、氢气等代替汽油作燃料,是减少尾气量的有效措施;改进汽车内燃机结构或安装漏气回流管、补燃器和废气净化器等,都可减少漏气和废气的排放,从而减少大气污染。