第一篇:中電聯秘書長專欄文章之一: 霾、PM2.5與電力
在現階段,以政績為引導,以控制全國、數個行業或一個行業的污染物排放總量為主要目的的環保措施,并不能真正有效、經濟地達到改善環境質量的目的。“一刀切”式的控制要求是粗放得不能再粗放、簡單得不能再簡單的措施、盲目得不能再盲目的控制手段,雖然“政績”能夠實現——因為僅電廠的污染物減排的要求就可以達到全國減排總量的要求,但灰霾天卻不為粗放的環境管理買賬,“十一五”實踐結果已經證明了這個結論。
霾、PM2.5與電力
中國電力企業聯合會
王志軒
去年入秋以來,由于“霧突突”的天氣出現增多,公眾對空氣質量的實際感受與環保部門發布的空氣污染指數相悖,越來越讓人鬧心。據媒體報道,環保部部長周生賢向全國人大常委會報告稱,“珠三角、長三角、京津冀等區域性大氣污染日益突出,廣州、深圳、上海、南京、蘇州、天津等大城市的灰霾(mái)天數已占全年的30%至50%?!?/p>
一時間,“霾”,“PM2.5”成了熱門詞匯。社會的高度關注,使2011的最后一天,環保部原則通過的《環境空氣質量標準》中增設了PM2.5平均濃度限值和臭氧8小時平均濃度限值,收緊了PM10、二氧化氮等污染物的濃度限值。為幫助讀者科學了解有關灰霾、PM2.5與電力關系,筆者在北京的一個“灰霾”天氣中寫下如下文字。
深入了解霾與PM2.5
霾是什么?“霾”又稱“灰霾”,香港和澳門稱霾為“煙霞”,根據國家權威氣象機構給出的定義,霾是大量極細微的干塵粒等均勻地浮游在空中,使水平能見度小于10千米的空氣普遍混濁現象。霾使遠處的亮物體微帶黃、紅色,使黑暗物體微帶藍色。在能見度小于10千米,相對濕度小于80%時,排除降水、沙塵暴、揚沙、浮塵、煙幕、吹雪、雪暴等天氣現象造成的視程障礙,就可判斷為霾。但相對濕度在80~90%時,還要根據PM2.5、PM1的質量濃度以及氣溶膠散射系數與氣溶膠吸收系數之和三個大氣成分指標來判別是否超過限值,且只要三個指標中有一種指標超過限值,即使能見度大于10千米也是霾。
根據能見度大小,霾分為輕微、輕度、中度、重度4級,重度時能見度小于2千米,輕微時能見度大于5千但小于10千米。霧和霾的區別主要在于水分含量的大小,霧是由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的、相對溫度在90%以上,使水平能見度降到1千米以內。
PM2.5是什么?在國家環境空氣監測方法中它的定義為:懸浮在空氣中,空氣動力學直徑小于和等于2.5微米的顆粒物;氣象觀測規范定義為:空氣動力學等效直徑小于和等于2.5微米的大氣氣溶膠質量濃度。雖然定義的角度有所不同,但本質是指能懸浮在空中的細顆粒。
所謂空氣動力學直徑,即實際粒子與假想的一種單位密度為1克/立方厘米的球體,在靜止空氣中達到相同的沉降速度時,假想粒子的直徑即為實際粒子的空氣動力學(等效)直徑。所以PM2.5 中2.5并不是顆粒物的幾何直徑,相同空氣動力學直徑的顆粒,比重越大幾何直徑越小。
在實際測定環境空氣中的PM2.5時用重量法、沖擊法等,如用重量法時是采用一種將不同粒子粒徑分離功能的設備——稱為“切割器”——裝在抽氣裝置上,將PM2.5截留在特定的濾膜上,然后稱取重量,如同在家中的吸塵器口上裝一個 只讓PM2.5通過的 “切割器”和空氣計量裝置,把吸塵袋中塵稱取重量一樣,最后得到質量濃度。
霾與PM2.5到底是什么關系呢?由霾的定義和判別的方法可知霾是現象,PM2.5是形成霾的重要直接內因,霾雖然可以是自然因素形成,但通常情況下主要是人為排放污染物形成,這也是各國研究它們的關鍵原因。霾形成也與天氣密切相關,在有風、雨等天氣過程以及大氣擴散條件好時難以形成霾,而且也易于消除已產生的霾,但解決霾的關鍵還是要減少PM2.5形成。
PM2.5的形成、危害和治理
要弄明白PM2.5 的成因,首先要清楚,PM2.5不是一種單一成分的空氣污染物,而是由來自許多不同的人為或自然污染源的大量不同化學組分組成的一種復雜并且可變的大氣污染物。
就其產生過程而言,來源一是由污染源直接排出,稱為一次顆粒物,其成分主要為元素碳、有機碳土壤塵等,主要產生于化石燃料和生物質燃料的燃燒,此外還包括工業、礦物質的加工和精煉、建筑、農田耕作、風蝕、植物孢子、植物修剪過程等;來源二是由各污染源排出的氣態污染物經過冷凝或在大氣中由多相化學反應而形成的復合體,稱為二次顆粒,其成分主要有硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽和半揮發性有機物等,在大多數地區,硫和氮為主要組分,在一些地區有機氣溶膠也可能是重要組成部分。在城市集中區,汽車尾氣是重要的一次和二次源,既直接排放顆粒物,也可以是排放出來的NOx轉化形成的,尤其是重型柴油車排放大量顆粒物和NOx是城市PM2.5的重要來源;另外,一些溶劑和涂料排放的揮發性有機物也轉化成有機物進入到PM2.5。因此,不同國家、地區、城市的PM2.5其來源、組成也是各不相同的。
PM2.5對人體健康和大氣環境質量的影響很大。環境空氣中空氣動力學直徑在100微米及以下的顆粒物統稱為總懸浮顆粒物(TSP),其中,PM10也稱為可吸入顆粒物,PM2.5也稱為細粒子。與較粗的大氣顆粒物相比,PM2.5粒徑小且含大量的有毒、有害物質,且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠,因而對人體健康和大氣環境質量的影響更大,主要影響在兩個方面,一是對人體健康的影響,因為顆粒物非常小,容易穿越鼻腔、穿越支氣管系統進入到肺泡中,對人體健康的影響是非常明顯的;二是對光的消解作用明顯,影響能見度,造成嚴重的視程障礙。
正因如此,對PM2.5 的治理就更加重要。2005年最新出版的《世界衛生組織空氣質量準則》規定:年平均濃度超過0.01毫克/立方米,24小時平均濃度超過0.025毫克/立方米即被認定為PM2.5超標;我國新發布的《環境空氣質量標準》將PM2.5年和24小時平均濃度限值分別定為0.035毫克/立方米和0.075毫克/立方米,與世界衛生組織過渡期第1階段目標值相同;治理的目標就是達到質量標準的要求。
由于PM2.5產生的復雜性,因此在污染控制上更難,關鍵是在指導思想上要以堅持以改善環境質量為目的分析原因,有的放矢。改善環境質量,要分清主次,并非是污染物排放量最大的源就是對環境影響最大,并非一定先抓或只抓排放“大個”,正如個子高的人不一定就是偷摘樹上果子吃的人。事實上,雖然一個家庭用的煤爐一天只燒十多斤煤,一個小區供熱的燃煤鍋爐一天燒幾噸煤,但其影響要比一個普通的一天燒一萬噸煤的現代化電廠影響大得多。環境管理的關鍵是,抓住對環境質量影響最大、對人影響最直接的污染源,如居民用煤爐、工業鍋爐等加以治理,才是提高環境質量且經濟的有效方法。因此,在現階段,以政績為引導,以控制全國、數個行業或一個行業的污染物排放總量為主要目的的環保措施,并不能真正有效、經濟地達到改善環境質量的目的?!耙坏肚小笔降目刂埔笫谴址诺貌荒茉俅址?、簡單得不能再簡單的措施、盲目得不能再盲目的控制手段,雖然“政績”能夠實現——因為僅電廠的污染物減排的要求就可以達到全國減排總量的要求,但灰霾天卻不為粗放的環境管理買賬,“十一五”實踐結果已經證明了這個結論。
但是很可惜,我們仍然在這條道路上繼續前行,如出臺了全世界最嚴的火電廠大氣污染物排放標準的要求,過嚴的標準將會使人們接受更高的電價且影響節能效果,而享受不到相應改善的環境質量的效果。
控制PM2.5必須采取協同控制和復合控制的手段。協同控制就是要由以城市為主要控制對象,進入到城市為主的區域協同控制,既要區域聯合也需要公民發揮作用,包括生活源排放的污染控制如烤羊肉串的污染也要控制以保護自己身邊的環境。
復合控制,就是多污染物控制,要對煙塵、氣態污染物進行全面控制。如對交通污染源,不僅要在機動車本身的質量上下功夫,更要在使用的燃料的質量上、城市功能區劃、交通道路的規劃設計上、交通系統的優化上以及交通者行為引導上。再如,在建筑上不僅使用建筑涂料、油漆要環保,生產廠家也應加強產品密封各環節都加強嚴格控制。
事實上,控制PM2.5 就是要打一場全民攻堅戰。
科學看待電力與PM2.5 的關系
電力行業與PM2.5 休戚相關。首先,電力行業是減少PM2.5污染的重要行業。隨著電力工業的不斷發展,電力對改善環境質量的貢獻越來越大,電力工業的科學發展將是解決PM2.5的強大物質基礎和技術手段。電力行業對環境質量的貢獻主要體現在三個方面,一是將低效率、高排放、高污染的直接燃燒煤炭的方式,轉換為清潔的電能加以利用;二是提高可再生能源發電的比例,減少煤炭的使用;三是通過電氣化水平的提高,促進全社會綜合控制污染水平的提高。如當電動汽車在城市得到更大應用時,城市環境質量將發生質的改善。
其次,電力行業是產生PM2.5的重要行業之一,但影響在不斷減小。我國一次能源以煤炭為主,燃煤電廠是排放SO2、NOX、煙塵的重要部門,隨著煤炭轉換為電力比重的不斷提高,大部分燃煤排放將更多轉變為電力排放。目前,電力SO2排放占全國SO2排放總量的比例為42.4%,NOX排放約占三分之一強,但從文獻來看,火電排放已不是影響城市環境質量和產生霾的主要原因,這得益于電力工業的結構、布局調整以及污染治理等綜合措施。
電力工業的污染控制在改革開放,尤其是“十一五”以來取得巨大成就。從煙塵控制看,新建電除塵器的效率一般高于99.5%,在“十一五”期間,在年均火電裝機增長13.8%的情況下,煙塵排放由20多年來的年排放350萬噸左右快速下降到160萬噸,每千瓦時煙塵排放由1.8克下降到0.5克,根據歐盟委員會《大型火力發電廠污染物控制最佳可行技術參考文件》以及近年來國內學者對電廠細顆粒物排放特性進行實測分析,電除塵器和布袋除塵器對細顆粒捕集效率都能達到95%以上,加上濕法脫硫裝置的除塵效果,對PM2.5的平均綜合去除率可達97%以上。
再從電力行業SO2、NOX治理來看,與2005年相比,2010年電力二氧化硫排放量下降374萬噸(全國下降364萬噸),火電單位千瓦時二氧化硫排放由2005年的6.4克下降到2.7克,好于美國2009年每千瓦時3.4克的水平。2010年全國電力NOx排放量約950萬噸,相比2005年增加排放210萬噸,但火電單位千瓦時NOx排放由3.62克下降至2.78克,減少0.82克。煙塵、SO2、NOx三項污染物合計年減少排放了360多萬噸,且由于燃煤電廠布局也發生了重大變化,除供熱電廠外,新建燃煤電廠已不在城市建設,原有的老廠通過“以新帶老”、“上大壓小”、“替代供熱小鍋爐”等措施,對于減少PM2.5的直接和間接影響發揮了重要作用。
反觀其他行業和社會的污染物排放量不降反升,尤其是汽車排放量大增,這也與我國霾天氣的增多關系密切。從目前的環境形勢尤其是PM2.5的問題可以看出,控制其他行業(如機動車行業)的污染排放才是改善環境質量,降低PM2.5影響的關鍵所在。
最后,應科學控制燃煤電廠大氣污染物,為解決PM2.5污染再立新功。一是要加大火電廠NOx控制力度,優先在城市區域、聯防聯控區域加裝煙氣脫硝設施;二是加大脫硫脫硝裝置運行管理,保障穩定的脫除效果;三是從除塵、脫硫、脫硝、脫汞等聯合控制的思路出發系統提出污染控制技術路線,使污染處理裝置效果達到最優組合;四是繼續科學修訂火電廠大氣污染物排放標準,優化控制目標,達到能源、環境、經濟的協調發展,而不是單純制定環境效益差且花費巨大、不科學又難以達到的過嚴排放標準。
第二篇:與霧霾、PM2.5相關的安全知識
與霧霾、PM2.5相關的健康知識
1、霾天氣對健康有哪些影響?
霧霾可以使空氣中大量的灰塵、氮氧化物、硫化物等各種污染物與細微的水滴形成的氣溶膠,隨著呼吸進入人體,會沉積在下呼吸道和肺泡中,引起鼻炎、支氣管炎等病癥,在短期內使呼吸系統疾病的發病/入院率增高。
此外,霾天氣還會對人體健康產生一些間接影響,霧霾天氣導致近地層紫外線強度減弱,易使空氣中的傳染性病菌的活性增強,導致傳染病增多。如經常發生霾,則會影響人體維生素D合成,導致小兒佝僂病高發。霾天氣還會使人產生壓抑等不良情緒。
2、什么是PM2.5?
PM2.5是空氣質量和能見度等有重要影響的環境指標,是指直徑小于或等于2.5微米的顆粒物。是由直接排入空氣中的微粒和空氣中的氣態污染物通過化學轉化生成的二次微粒組成。城市大氣中PM2.5的來源和成分十分復雜,包括各種燃燒過程,如煤炭燃燒、石油燃燒和機動車尾氣等直接排放的碳黑粒子、大氣中的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、揮發性有機化合物(VOCs)等。
3、PM2.5的濃度越高是否引起的健康危害越大?
PM2.5對健康的危害同其濃度和所含成分均有關系。當PM2.5所含成分相同時,PM2.5的濃度越高,引起的健康危害往往也越大;所含成分不同時,有毒有害成分越多則健康危害越大。此外PM2.5的健康危害還與人群的耐受性和易感性有關。
4、空氣污染對人體健康有哪些危害?
急性危害:當大氣污染物的濃度在短期內急劇增高,環境人群大量吸入污染物可造成急性危害,主要表現為呼吸道和眼部刺激癥狀、咳嗽、胸痛、呼吸困難、咽喉痛、頭疼、嘔吐、心功能障礙、肺功能衰竭等。
慢性危害:長期刺激作用,可致眼和呼吸系統慢性炎癥,如結膜炎、咽喉炎、氣管炎等,嚴重的引起慢性阻塞性肺病,進而可導致肺心??;機體免疫功能下降;大氣中某些污染物具有致敏作用,使機體易患過敏性疾?。淮髿馕廴疚镏谐3:斜讲?a)芘、砷、石棉等致癌物,大量調查資料顯示大氣污染是肺癌發生的重要原因之一。
其中二氧化硫(SO2)對健康的影響: SO2對呼吸道粘膜具有刺激作用,可引起呼吸道急性和慢性炎癥,肺功能下降;吸附SO2的可吸入顆粒物被認為是一種過敏原,能引起支氣管哮喘;SO2 在苯并(a)芘致肺癌過程中具有一定的促癌作用;SO2被肺泡吸收后,能與血液中的維生素B1結合,破壞正常情況下的體內維生素B1與維生素C的結合,使體內維生素C的平衡失調,從而影響新陳代謝和生長發育。
二氧化氮(NO2)對健康的影響:NO2易于侵入呼吸道深部細支氣管及肺泡,長期低濃度吸入可導致肺部組織損壞,引起肺水腫,嚴重時也可引起慢性阻塞性肺病。有流行病學研究表明,哮喘兒童發生支氣管炎癥狀的增多與長期接觸NO2有關。
臭氧(O3)對健康的影響:空氣中過多的臭氧(O3)會對人類健康造成影響。它可引發哮喘、降低肺功能并引起肺部疾病。另外,空氣污染不僅可直接影響健康,它還可以通過長期間接效應,如通過影響太陽輻射和微小氣候、產生溫室效應、破壞臭氧層、形成酸雨等而影響健康。
5、空氣污染對健康影響的特點是什么?
(1)影響范圍廣,所有生活在這個環境中的人群都有暴露,都會受影響;(2)暴露劑量低,持續時間長;
(3)是一種混合暴露,大氣里含有多種污染物,這些污染物中很多物質往往并不超標,可能單獨作用的健康危害很小,但這些物質共同存在于大氣中,相互作用,對健康的危害可能會增強。
6、空氣污染的易感人群:
老年人、兒童和患有呼吸系統疾病和心血管疾病的人群是空氣污染的易感人群。
7、空氣污染物進入人體的途徑有哪些?
空氣污染物主要通過呼吸道進入人體,一小部分也可以通過消化道和皮膚進入人體??諝馕廴疚锟山德渲潦澄铩⑺w或土壤,通過飲食和飲水,經消化道進入機體,造成危害;也可通過直接接觸粘膜、皮膚進入機體,尤其是脂溶性有毒物質更容易通過完整的皮膚而進入體內。
8、口罩的佩戴時間與適用人群?
口罩是在一定條件下佩戴的,且不是每個人都適合佩戴。本身患有呼吸系統疾病的人配戴后呼吸阻力增大,會造成不適的感覺??谡忠膊贿m宜長時間佩戴,一方面口罩外部吸附了顆粒物等大量污染物,會造成呼吸阻力的增加;另一方面口罩內部也會吸附呼出氣中的細菌、病毒等。在口罩選擇方面,N95型口罩比醫用口罩對PM2.5阻擋效果更好。
【溫馨提示】霧霾期間的防范措施:
老人、兒童、孕婦及患有心、肺疾病的人群,在霧霾天氣時,要避免戶外活動,盡量減少出行,如果必須出門要采取帶口罩等防護措施;外出回來后應及時清冼面部、鼻腔和漱口。室內的PM2.5除了室內吸煙、燃料燃燒、烹調油煙等來源外,主要來源于室外,霧霾天氣時盡量關閉門窗,減少外環境顆粒物進入室內。有條件的家庭可以使用空氣凈化器,減少室內顆粒物的污染。