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 郝吉明院士:中国要制定氮氧化物控制策略

《科学时报》2007-10-23

    2005年,《自然》杂志公布卫星遥感测得数据,称中国北京及东北部是世界上二氧化氮污染最严重的地方。欧洲航天局(ESA)据此发布新闻《龙的呼吸》,根据中国上空对流层二氧化氮的增加,揭露经济增长对中国空气质量的冲击。

    “氮氧化物已成为空气质量管理的又一新挑战。但是,中国在氮氧化物控制方面起步还比较晚,国家年度环境公报未包括氮氧化物的排放数据,缺乏对全国氮氧化物排放状况、环境影响及控制对策的系统研究。”10月16日,在清华大学举行的全国第一届博士生学术会议上,中国工程院院士郝吉明就氮氧化物带来的污染问题作了阐述。

   大气中氮氧化物浓度上升

    郝吉明介绍,氮氧化物是会产生多种环境影响的污染物,如致酸形成酸雨,富营养化形成硝酸盐等微析粒子,引起近地层臭氧浓度升高等,对大气能见度、人体健康都会产生影响。

    目前,在北京、广州、珠三角、香港等地,氮氧化物的浓度已经超过二氧化硫。中国的酸雨正朝硫酸与硝酸混合型酸雨变化。郝吉明说,过去,酸雨常常被认为是硫酸型酸雨,然而,从上世纪90年代以来,硝酸盐在降雨中的浓度和沉降量正逐步上升,降水中硝酸盐与硫酸盐的比例正在发生变化,二者比例已经超过1。
 
    全球化还导致臭氧层浓度升高,美国在2000~2002年任何一个月份的臭氧浓度都超出1988~1990年的量,日本根据341个观测点的平均数据进行统计发现,在1985年到1999年间,其臭氧浓度也在持续上升,日本有报道说,这一变化的原因源于中国的排放量不断增长。

    大气污染物还存在污染输送问题,有研究认为,总的传递趋势是由亚洲传输到北美,北美传输到欧洲,再由欧洲传输到亚洲。目前,关于前两项趋势的研究较多,而对大气污染从欧洲传输到亚洲的研究还比较少。

    人为活动是最大排放源

    1950年以后,全球排放的二氧化硫、氮氧化硫等污染物总量呈现显著上升趋势,其中人为活动排放超过天然源排放。

    在全球氮氧化物排放中,矿物燃料燃烧是最主要的污染源,这种排放与人为的经济和社会活动密切相关。1995年,中国氮氧化物排放大约是1090万吨,2004年增长到1860万吨,年增长率6.1%。

    郝吉明给出的一组清华国际合作研究数据显示,1995年到2004年各个领域和行业的氮氧化物排放量都在增长,电力工业和热能厂造成的氮氧化物增长,由交通导致的排放也带来年8%的增长。

    郝吉明称,中国氮氧化合物排放的相关活动水平在不断增加,相关排放因子也有变化:与电厂相关的排放因子呈下降趋势,这与第一代氧化物燃烧器的使用有关;与汽车相关的因子也在下降,因为机动车标准在不断改善;但是,和水泥等相关的排放呈增加趋势。

    此外,氮氧化物的排放并不均衡,不同月份间有显著差异,特别是加热取暖月份,会有明显增长。不同地方或同一地方的不同发展阶段中,各地监测到的氮氧化物的浓度值变化趋势也是不一致的。

    确定中国氮氧化物控制策略

    郝吉明说,在氮氧化物的控制方面,中国起步较慢。目前,国家年度环境公报还未将氮氧化物的排放数据纳入,缺少对全国氮氧化物排放状况、环境影响及控制对策的系统研究。

    从欧洲、北美的教训来看,控制酸沉降最初重视二氧化硫控制而轻视氮氧化物控制,而氮氧化物排放的增长和其高氧化性可能抵消二氧化硫控制的效果。

    因此,郝吉明认为,控制氮氧化物污染应成为中国环境保护的重要方面,我国应制定氮氧化物排放的控制策略。

    他认为,首先要确定应当优先控制的领域,一是电厂,二是机动车。电厂氮氧化物排放量大,集中排气有利于采取控制措施,商业化控制技术也已成熟;机动车的保有量增长迅速,其排放高度低,对大城市局部地区空气质量有显著影响。这两个领域要作为重要控制对象。

    氮氧化物的形成途径比较复杂,排放因子确定过程的随机性和不确定性较强,应加强对各种燃烧设备及工艺氮氧化物排放水平的调查,提高排放因子的等级,编制中国氮氧化物排放清单。同时,建议国家把氮氧化物的排放纳入中国的环境统计和环境申报数据。

    郝吉明认为,中国控制氮氧化物的技术条件尚未成熟,需要国家通过示范工程开展技术、经济评价,包括电厂锅炉SCR技术开发及实践,催化剂及其管理、降低费用等。要建立和逐步完善排放量的统计,建立排放清单和排污申报;适时修订燃煤锅炉氮氧化物排放标准;积极开展烟气脱硝示范工程;对特殊地区编制控制规划。

    目前,中科院生态环境研究中心及清华大学环境系有关团队已在氮氧化物控制方面进行各种项目研究。 (记者李爱华 )

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2007-10-23]
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