大气污染的综合防治
随着工业、交通运输业等的发展,城市化程度的提高,大气污染问题已越来越严重地摆在世界各国的面前。为了控制大气的污染,保护和改善人类生活的环境质量,必须采取有效的对策。要从整个区域的大气污染状况出发, 把大气环境看成一个整体,统一规划能源结构、工业发展、城市建设布局等; 综合运用各种防治污染的技术措施,改革旧的工艺;制订合理的大气质量标准和大气污染物排放标准;发展植物净化,充分利用环境的自净能力;提出有关环境污染的综合防治措施等,对环境进行全面管理,做到既有利于经济的发展,又保护和改善大气质量。
①大气环境标准
大气环境标准是执行环境保护法规,实施大气环境管理的科学依据和手段。根据用途,大气环境标准可以分为大气质量标准、大气污染物排放标准、大气污染控制技术标准和大气污染警报标准等。根据适用范围,又可以分为国家标准、地方标准和行业标准等。
大气质量标准
制订大气质量标准,既要考虑到保障人体健康和保护生态环境,又要合
理地协调与平衡实现标准所需的代价与社会经济效益之间的关系,还应遵循区域差异性原则。
目前世界各国判断大气质量时,一般多依据世界卫生组织在 1963 年提出的大气质量的四级标准(表 10)。
表 10 世界卫生组织提出的大气质量标准分级
级 别 |
反 应 |
---|---|
第一级 |
在处于或低于所规定的浓度扣接触时间内,观察不到直接或间接的反应(包括反射性或保护性反应)。 |
第二级 |
在达到或高于所规定的浓度和接触时间内,对人的感觉器官有刺激,对植物 有损害,或对环境产生其他有害作用。 |
第三级 |
在达到或高于所规定的浓度和接触时间内,可以使人的生理功能发生障碍或衰退,引起慢性病和缩短寿命。 |
第四级 |
在达到或高于所规定的浓度和接触时间内,对敏感的人发生急性中毒或死亡。 |
根据环境质量标准以及我国的实际情况,按照分级分区管理的原则,规定我国大气质量标准分为三级(表 11)。根据各地区的
表 11 我国的大气质量标准分级
级 别 |
空 气 质 量 要 求 |
---|---|
一级 |
为保护自然生态和人群健康,在长期接触情况下,不发生任何危害性影响的空气质量要求。 |
二级 |
为保护人群健康和城市、乡村的动、植物,在长期和短期的接触情况下,不发 生伤害的空气质量要求。 |
三级 |
为保护人群不发生急、慢性中毒和城市一般动、植物(敏感者除外)正常生长的空气质量要求。 |
具体情况,又把大气质量分为三类区(表 12)。
表 12 大气质量划分三类区
类 区 |
范 围 |
---|---|
一类区 |
国家规定的自然保护区,风景游览区、名胜古迹和疗养地等。 |
二类区 |
城市规划中确定的居民区,商业交通居民混合区、文化区、名胜古迹和广大农村地区。 |
三类区 |
大气污染程度比较重的城镇和工业区以及城市交通枢纽、干线等。 |
我国在 1982 年制定的《大气环境质量标准》(GB3095-82)中列出了总悬浮微粒、飘尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、光化学氧化剂(O3)六种污染物的浓度标准(表 13)。
除了制订大气环境质量标准以外,我国还在 1962 年颁发(1979 年修订) 了《工业企业设计卫生标准》(TI36-79),规定了“居住区大气中有害物质的最高容许浓度”标准和“车间空气中有害物质的最高容许浓度”标准,
分别对一氧化碳、二氧化硫、氧化氮、氨、苯、飘尘等 34 和 120 种有害物质的最高容许浓度作了规定。
大气污染物排放标准
为了实现大气环境质量标准,对人为污染源排入环境的大气污染物的浓度或数量所作出的限量规定,称为大气污染物排放标准。排放标准和环境标准不同。环境标准是国家控制和改善环境质量的一种目标。制定排放标准的目的是要控制污染源的各种污染物的排放量。
我国在 1973 年颁布了《工业“三废”排放试行标准》GBJ4-73,暂订了
13 类有害物质的排放标准。它是以居住区大气中有害物质最高容许浓度为依据,按大气扩散模式推算的不同烟囱高度时,污染物容许排放量或排放浓度的标准。例如,冶金企业二氧化硫的排放标准为,烟囱高 30 米时,排放量
52 千克每小时;烟囱高 100 米时,排放量 450 千克每小时。
表 13 空气污染物三级标准浓度限值 (摘自GB3095-82)
污染物名称 |
浓 度 限 值( mg\m3 ) |
|||
---|---|---|---|---|
取 值 时 间 |
一级标准 |
二级标准 |
三级标准 |
|
总悬浮微粒 |
日平均① |
0.15 |
0.30 |
0.50 |
任何一次② |
0.30 |
1.00 |
1.50 |
|
飘 尘 |
日平均 |
0.05 |
0.15 |
0.25 |
任何一次 |
0.15 |
0.50 |
0.70 |
|
二 氧 化 硫 |
年日平均③ |
0.02 |
0.06 |
0.10 |
日平均 |
O.05 |
0.15 |
0.25 |
|
任何一次 |
0.15 |
0.50 |
0.7O |
|
氮 氧 化 物 |
日平均 |
0.05 |
0.10 |
0.15 |
任何一次 |
0.10 |
0.15 |
0.30 |
|
一 氧 化 碳 |
日平均 |
4.00 |
4.00 |
6.00 |
任何一次 |
10.00 |
10.00 |
20.00 |
|
光化学氧化剂( O3 ) |
一小时平均 |
0.12 |
0.16 |
0.20 |
注:①“日平均”为任何一日的平均浓度不许超过的限值。
②“任何一次”为任何一次采样测定不许超过的浓度值限。不同污染物“任何一次” 采样时间见有关规定。
③“年日平均”为任何一年的日平均浓度均值不许超过的限值。
我国还在 1983 年颁布了《制订地方大气污染物排放标准的技术原则和方法》(GB3840-83),和《锅炉烟尘排放标准》(GB3841-83)。除国家排放标准和地方排放标准外,我国还制订了一系列部门和行业排放标准。
②大气污染防治技术
对于矿石燃料燃烧过程排出的烟尘、硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、碳氢化合物等的主要防治技术有以下几种。
改变燃料组成和能源结构。如进行燃料脱硫,把煤气化和液化,开发和利用地热、太阳能、风力、水力、潮汐能、氢能和生物能等无污染能源,以取代矿物燃料。
改进燃烧装置、燃烧技术和运转条件,以减少烟尘和气态污染物的生成。
发展集中供热和区域采暖,以减少烟尘、飘尘的排放量并提高热效率。消除烟尘,防治污染。烟气中含污染物种类多,应根据污染物的性质,
采取不同的治理方法。例如,对于尘粒可以采取机械除尘、洗涤除尘、过滤除尘、静电除尘、声波除尘等方法;对于有害气体可以采取吸收、吸附、膜分离技术和催化转化等方法。
采用高烟囱和集合式烟囱排放。增加烟囱的高度和采用集合式烟囱(相当于增加烟囱的有效高度),有利于发挥大气的扩散作用和自净能力,是防治局部地区污染的有效措施之一,但这种治理措施不能减少进入大气圈的污染物数量,长此以往,可能会引起地区性或全球性的大气污染。
对于化工生产过程和粉碎、运输、筛选等机械加工过程中产生的大气污染物的防治,最根本的途径是改变生产工艺,采用无污染工艺和无污染装置。对于工业生产过程中产生的有害气体,也可以采用吸收、吸附、催化转化法治理,对粉尘可采用集尘、除尘装置治理。
风沙及地面扬尘,也是大气污染,可采取植树造林、扩大绿地等措施加以治理。
③大气监测
大气监测在防止大气污染,保护大气环境的工作中占有重要的地位。大气监测就是利用一定的仪器、药品、采取一定的方法,间断或连续地测定大气中污染物的种类、浓度,观察和分析其变化和对大气环境的影响的过程。对大气污染物的监测一般可以分为两类。一类是对污染物排放源的监
测,主要检测排放源排出的污染物是否符合废气排放标准的有关规定。另一类是环境大气中污染物监测,主要检查大气中污染物是否符合卫生标准或大气质量标准的有关规定。
大气监测一般采用人工或半自动采样,用实验室化学分析方法进行定期、定点测定。随着环境监测工作的发展,我国的许多地方建立起大气污染固定监测站和大气污染流动监测站等。世界卫生组织和世界气象组织在 1976 年开始制订全球大气监测计划,建立了统一测定和采样方法的大气监测程序。我国在 1979 年成为全球大气监测计划的成员国。
监测分析大气污染物的方法有许多种,其中有的涉及到较复杂的仪器, 表 14 介绍了几种主要污染物的测定方法。
表 14 几种大气污染物的测定方法
污 染 物 |
测 定 分 析 方 法(仪器) |
---|---|
二氧化硫 |
检气管法、吸光度法、电导分析法、库仑滴定法、红外线气体分析器法、气相色谱法、盐酸副玫瑰比色法* |
氮氧化物 |
吸光度法、化学发光法、紫外吸收法、库仑法、检气管法、盐酸萘乙二胺 比色法* |
一氧化碳 |
红外分析法*、气相色谱法*、汞置换法*、容量法、电导法、控制电位电化学法、比色法、 |
总氧化剂 |
硼酸碘化钾比色法*、硫酸亚铁铵法、酚酞法、化学发光法、紫外吸收法、 红外分析法、吸光度法 |
总 烃 |
气相色谱法*、 |
总悬浮颗粒物 |
小流量抽气法采样* |
降 尘 |
长期湿法采样*、长期干法、短期采样 |
注:带*的测定方法为中国规定采用的标准测定方法。