新冠肺炎疫情下，为何北方地区雾霾仍然严重？
2022-02-08 23:24:00
新冠肺炎疫情下，为何北方地区雾霾仍然严重？日前，国际中国环境基金会（IFCE）会长何平博士发表专题文章，对“在新型冠状肺炎病毒影响下，国家除保障抗疫物资供应、社会正常运行和居民采暖等刚性需求的重工企业仍持续运行，其他大多被列为雾霾影响因素的行业则广泛处于停工状态”的特殊情况下，北方地区雾霾依然十分严重的背后原因进行了分析。希望能够借此为国家治理雾霾的思路提供参考，兼听则明，期待中国雾霾治理能够早日取得突破。
这些天武汉爆发的疫情和正在采取的措施，让全国绝大部分地区的经济活动都停了下来，包括工厂、工地、交通、餐饮等，但北方地区的雾霾仍然十分严重（见图1和图2）。国家大气污染防治攻关联合中心专家的分析是，“烟花爆竹燃放导致污染物大量增加”，还有“高污染的钢铁、炼焦、玻璃、耐火材料、化工、制药等重化工行业存在大量不可中断工序，部分企业还承担着协同供暖任务，春节期间仍需要持续生产。同时，燃煤电厂、供热燃烧器定制等要保障社会正常运行和居民采暖需求，仍需持续运行“。
图1：2020年1月26日华北地区空气质量指数图2：2020年1月28日华北地区空气质量指数（图片来源：北京公众环境研究中心）烟花爆竹在大部分城市已经被禁止了，能够燃放的农村地区也就一两天时间，不可中断工序的企业，现在还在“冒死”生产的也就几家或几个燃烧器定制。真正保持连续运转的企业，主要就是供电的电厂和供暖的燃烧器定制，这些是我们生活的刚需。
但这些企业是最早开始烟气治理的，电厂基本上都达到了超低排放的要求，供热燃烧器定制也都达标排放，难道这些企业的运转能导致如此严重和大范围的雾霾？
我们来仔细看看电厂如何实现烟气超低排放、供热燃烧器定制如何实现达标排放的。
目前电厂和供热燃烧器定制烟气排放的控制指标主要有三项：二氧化硫、氮氧化物和颗粒物（原称为烟尘，实际是可过滤颗粒物）。现在控制二氧化硫排放的主要技术措施是湿法脱硫，即通过石灰浆液喷淋烟气进行脱硫。这项技术实际上是一项国际成熟技术，但国内引进后，为了省事，取消了烟气升温设备（GGH），使得湿度很大的烟气低温低空排放，可凝结颗粒物富集，结果导致了2013-2014年震惊世界的雾霾大爆发。这方面山东省科学院的周勇研究员做了详细的研究 (周勇，雾霾大暴发的根本原因: 湿法脱硫取消GGH引发PM2.5粒数暴增，《科学与管理》， 2019年第2期）。随后，电厂开始推行超低排放，即对湿法脱硫排出的白色烟雾进行进一步的治理，采用湿电除尘等技术，进一步降低二氧化硫和（可过滤）颗粒物的排放，2015年开始电厂石膏雨和北方地区严重雾霾的情形得到缓解。
减少氮氧化物排放的技术主要是选择性催化还原技术（SCR）法，即通过利用氨气，将一氧化氮等还原为对大气没有多少影响的氮气和水。但在处理过程中，未参与还原反应的氨气通过粉煤灰、脱硫废水、雾滴等被携带排出烟道，排至大气，（苏跃进，周念昕，氨法脱硝未参与还原反应氨气产生的氨排放，《科学与管理》， 2019年第6期），造成大气中的氨含量升高。去年五月，法国几位科学家在国际学术刊物《大气化学与物理》发表论文指出，2011年到2015年中国东部地区二氧化硫和氮氧化物分别下降了37.5%和21%，而大气中氨盐含量增加49%。氨是大气中唯一的碱性物质，能够使二氧化硫、氮氧化物氧化生成的酸性产物转为硫酸铵、硝酸铵气溶胶，加速气态污染物向颗粒物转化。超低排放前燃煤燃烧器定制的氮氧化物标准是100-200毫克/立方米，超低排放标准是50毫克/立方米。为了达到这一标准，电厂往往需要过量喷氨才行，这导致更多的氨通过多种形式逃逸到空气中。但通过不同途径的氨逃逸几乎没有被监管。
颗粒物排放的控制主要是用布袋除尘或静电除尘，为了实现超低排放，大部分电厂增加了湿式电除尘器，这应该是目前国际上最好的烟气净化设施之一，成本也很高。但湿式电除尘设备不能解决烟气湿度问题，对可凝结颗粒物（气溶胶）的削减也不在监测之中，因为目前的颗粒物标准里没有包括可凝结颗粒物。
从上面的介绍可以看出，尽管目前电厂的三项烟气排放指标都实现了超低，也采用了很好的设备，但“按下葫芦起了瓢“，所采用的烟气治理技术和排放控制指标的缺陷带来严重的负作用，抵消了大部分的大气治理效果。首先是拿掉烟气升温器的湿法脱硫，导致烟气湿度增加，可凝结颗粒物富集，让烟气直接排出巨量的雾霾因子，大大压缩大气环境容量（而不是一些专家说的工业强度过大，直接排放超过环境容量)；第二是使用SCR技术去除氮氧化物，使得大气里的氨含量上升，加速大气中颗粒物的形成；第三，颗粒物标准里没有包括可凝结颗粒物，而这部分颗粒物（气溶胶）正是雾霾形成的核心。尽管把颗粒物排放指标降到世界最低，但控制指标里的颗粒物只是可过滤颗粒物，和雾霾的关联却远小于可凝结颗粒物。
供热燃烧器定制大部分还没实现超低排放，但脱硫、脱硝技术与电厂基本一致，大部分采用湿法脱硫和 SCR法脱硝，它们的烟气里含有更多的湿气和可凝结颗粒物。即使一部分供热燃烧器定制开始烧天然气，但排出的烟气里湿度也很高。
这就是为什么这些天我们只剩下超低排放的电厂和达标排放的供热燃烧器定制在运转了，雾霾还是那么严重的原因！
那么，目前各地电厂排出的白色烟羽里，究竟含有多少直接导致雾霾，但不在目前颗粒物标准里的可凝结颗粒物呢？在2019年11月中国大气环境科学与技术大会报告中，中国工程院资深院士任阵海整理了部分国内监测数据，在达到超低排放标准的电厂排出的烟气里，可凝结颗粒物的平均值是13.93毫克/立方米，高于目前超低排放颗粒物（可过滤颗粒物）标准10毫克。更为关键的是，可凝结颗粒物因为超细（PM1.0以下），其粒数成千上万倍于可过滤颗粒物，而且很难沉降。其在大气中不断累积，一旦空气湿度增加，就吸湿增长，导致雾霾爆发。因此，八十高龄的任院士在会上大声呼吁，超低排放后应进一步对可凝结颗粒物等PM1粒子进行管控！
本来在IFCE专家和一些国内专家的呼吁下，各地已经开始治理湿法脱硫/超低排放后的白色烟羽（又称“有色烟羽”），但在电力系统抗议下，环保部叫停了这项直接治霾的措施。今年冬天雾霾席卷而来，各地都没有辙了，这才发生河北临漳发文禁止老百姓烧煤蒸馒头、山西洪洞上演水泥堵燃煤炉灶的闹剧。
武汉的疫情一来，各地不但餐馆关了，汽车不开了，其它大部分工厂也关了，但雾霾依然。这是一次绝无仅有的排除法，排除了这几个替罪羊，现在电力系统的专家还能指着茫茫大地上“硕果仅存”的“大白龙”和浓浓的雾霾，说是水蒸汽么？（见图3，图4）
图3：某超低排放电厂排出的白烟图4：某热源厂达标排出的灰色烟雾这几年，各地政府、企业都在不断努力，试图控制雾霾。电厂钢厂做超低，也花了不少银子；各地治霾，也关停了不少企业，损失不少GDP，但效果并不好。其原因就是我们目前所有的环保措施，只盯着这三个控制传统污染物的指标，没有去针对导致雾霾的主要因子—白色烟气里的湿度和可凝结颗粒物发力。现在真凶已经露出，我们得共同发力，早日擒住导致雾霾的这条条“白龙” （电力和非电），不能再让它危害老百姓健康和经济发展。如果再拖几年，雾霾导致肺癌和心血管疾病的爆发，也是板上钉钉的事，那就不是上万人中招的事，而是几十、上百万人的生命！南京大学课题组2016 年发表的国际论文指出2013年的雾霾使得中国74个城市与PM2.5相关的死亡人数达96万（Fang D etc. Mortality effectsassessment of ambient PM2.5 pollution in the 74 leading cities of china, (Scienceof the Total Environment), 2016），这一数字远远大于SARS，也会远远大于这次武汉肺炎导致的死亡人数。国人必须行动，不能坐以待毙！
内容来源：作者何平博士，国际中国环境基金会（IFCE）会长，全国政协海外特邀代表
这些天武汉爆发的疫情和正在采取的措施，让全国绝大部分地区的经济活动都停了下来，包括工厂、工地、交通、餐饮等，但北方地区的雾霾仍然十分严重（见图1和图2）。国家大气污染防治攻关联合中心专家的分析是，“烟花爆竹燃放导致污染物大量增加”，还有“高污染的钢铁、炼焦、玻璃、耐火材料、化工、制药等重化工行业存在大量不可中断工序，部分企业还承担着协同供暖任务，春节期间仍需要持续生产。同时，燃煤电厂、供热燃烧器定制等要保障社会正常运行和居民采暖需求，仍需持续运行“。
图1：2020年1月26日华北地区空气质量指数图2：2020年1月28日华北地区空气质量指数（图片来源：北京公众环境研究中心）烟花爆竹在大部分城市已经被禁止了，能够燃放的农村地区也就一两天时间，不可中断工序的企业，现在还在“冒死”生产的也就几家或几个燃烧器定制。真正保持连续运转的企业，主要就是供电的电厂和供暖的燃烧器定制，这些是我们生活的刚需。
但这些企业是最早开始烟气治理的，电厂基本上都达到了超低排放的要求，供热燃烧器定制也都达标排放，难道这些企业的运转能导致如此严重和大范围的雾霾？
我们来仔细看看电厂如何实现烟气超低排放、供热燃烧器定制如何实现达标排放的。
目前电厂和供热燃烧器定制烟气排放的控制指标主要有三项：二氧化硫、氮氧化物和颗粒物（原称为烟尘，实际是可过滤颗粒物）。现在控制二氧化硫排放的主要技术措施是湿法脱硫，即通过石灰浆液喷淋烟气进行脱硫。这项技术实际上是一项国际成熟技术，但国内引进后，为了省事，取消了烟气升温设备（GGH），使得湿度很大的烟气低温低空排放，可凝结颗粒物富集，结果导致了2013-2014年震惊世界的雾霾大爆发。这方面山东省科学院的周勇研究员做了详细的研究 (周勇，雾霾大暴发的根本原因: 湿法脱硫取消GGH引发PM2.5粒数暴增，《科学与管理》， 2019年第2期）。随后，电厂开始推行超低排放，即对湿法脱硫排出的白色烟雾进行进一步的治理，采用湿电除尘等技术，进一步降低二氧化硫和（可过滤）颗粒物的排放，2015年开始电厂石膏雨和北方地区严重雾霾的情形得到缓解。
减少氮氧化物排放的技术主要是选择性催化还原技术（SCR）法，即通过利用氨气，将一氧化氮等还原为对大气没有多少影响的氮气和水。但在处理过程中，未参与还原反应的氨气通过粉煤灰、脱硫废水、雾滴等被携带排出烟道，排至大气，（苏跃进，周念昕，氨法脱硝未参与还原反应氨气产生的氨排放，《科学与管理》， 2019年第6期），造成大气中的氨含量升高。去年五月，法国几位科学家在国际学术刊物《大气化学与物理》发表论文指出，2011年到2015年中国东部地区二氧化硫和氮氧化物分别下降了37.5%和21%，而大气中氨盐含量增加49%。氨是大气中唯一的碱性物质，能够使二氧化硫、氮氧化物氧化生成的酸性产物转为硫酸铵、硝酸铵气溶胶，加速气态污染物向颗粒物转化。超低排放前燃煤燃烧器定制的氮氧化物标准是100-200毫克/立方米，超低排放标准是50毫克/立方米。为了达到这一标准，电厂往往需要过量喷氨才行，这导致更多的氨通过多种形式逃逸到空气中。但通过不同途径的氨逃逸几乎没有被监管。
颗粒物排放的控制主要是用布袋除尘或静电除尘，为了实现超低排放，大部分电厂增加了湿式电除尘器，这应该是目前国际上最好的烟气净化设施之一，成本也很高。但湿式电除尘设备不能解决烟气湿度问题，对可凝结颗粒物（气溶胶）的削减也不在监测之中，因为目前的颗粒物标准里没有包括可凝结颗粒物。
从上面的介绍可以看出，尽管目前电厂的三项烟气排放指标都实现了超低，也采用了很好的设备，但“按下葫芦起了瓢“，所采用的烟气治理技术和排放控制指标的缺陷带来严重的负作用，抵消了大部分的大气治理效果。首先是拿掉烟气升温器的湿法脱硫，导致烟气湿度增加，可凝结颗粒物富集，让烟气直接排出巨量的雾霾因子，大大压缩大气环境容量（而不是一些专家说的工业强度过大，直接排放超过环境容量)；第二是使用SCR技术去除氮氧化物，使得大气里的氨含量上升，加速大气中颗粒物的形成；第三，颗粒物标准里没有包括可凝结颗粒物，而这部分颗粒物（气溶胶）正是雾霾形成的核心。尽管把颗粒物排放指标降到世界最低，但控制指标里的颗粒物只是可过滤颗粒物，和雾霾的关联却远小于可凝结颗粒物。
供热燃烧器定制大部分还没实现超低排放，但脱硫、脱硝技术与电厂基本一致，大部分采用湿法脱硫和 SCR法脱硝，它们的烟气里含有更多的湿气和可凝结颗粒物。即使一部分供热燃烧器定制开始烧天然气，但排出的烟气里湿度也很高。
这就是为什么这些天我们只剩下超低排放的电厂和达标排放的供热燃烧器定制在运转了，雾霾还是那么严重的原因！
那么，目前各地电厂排出的白色烟羽里，究竟含有多少直接导致雾霾，但不在目前颗粒物标准里的可凝结颗粒物呢？在2019年11月中国大气环境科学与技术大会报告中，中国工程院资深院士任阵海整理了部分国内监测数据，在达到超低排放标准的电厂排出的烟气里，可凝结颗粒物的平均值是13.93毫克/立方米，高于目前超低排放颗粒物（可过滤颗粒物）标准10毫克。更为关键的是，可凝结颗粒物因为超细（PM1.0以下），其粒数成千上万倍于可过滤颗粒物，而且很难沉降。其在大气中不断累积，一旦空气湿度增加，就吸湿增长，导致雾霾爆发。因此，八十高龄的任院士在会上大声呼吁，超低排放后应进一步对可凝结颗粒物等PM1粒子进行管控！
本来在IFCE专家和一些国内专家的呼吁下，各地已经开始治理湿法脱硫/超低排放后的白色烟羽（又称“有色烟羽”），但在电力系统抗议下，环保部叫停了这项直接治霾的措施。今年冬天雾霾席卷而来，各地都没有辙了，这才发生河北临漳发文禁止老百姓烧煤蒸馒头、山西洪洞上演水泥堵燃煤炉灶的闹剧。
武汉的疫情一来，各地不但餐馆关了，汽车不开了，其它大部分工厂也关了，但雾霾依然。这是一次绝无仅有的排除法，排除了这几个替罪羊，现在电力系统的专家还能指着茫茫大地上“硕果仅存”的“大白龙”和浓浓的雾霾，说是水蒸汽么？（见图3，图4）
图3：某超低排放电厂排出的白烟图4：某热源厂达标排出的灰色烟雾这几年，各地政府、企业都在不断努力，试图控制雾霾。电厂钢厂做超低，也花了不少银子；各地治霾，也关停了不少企业，损失不少GDP，但效果并不好。其原因就是我们目前所有的环保措施，只盯着这三个控制传统污染物的指标，没有去针对导致雾霾的主要因子—白色烟气里的湿度和可凝结颗粒物发力。现在真凶已经露出，我们得共同发力，早日擒住导致雾霾的这条条“白龙” （电力和非电），不能再让它危害老百姓健康和经济发展。如果再拖几年，雾霾导致肺癌和心血管疾病的爆发，也是板上钉钉的事，那就不是上万人中招的事，而是几十、上百万人的生命！南京大学课题组2016 年发表的国际论文指出2013年的雾霾使得中国74个城市与PM2.5相关的死亡人数达96万（Fang D etc. Mortality effectsassessment of ambient PM2.5 pollution in the 74 leading cities of china, (Scienceof the Total Environment), 2016），这一数字远远大于SARS，也会远远大于这次武汉肺炎导致的死亡人数。国人必须行动，不能坐以待毙！
内容来源：作者何平博士，国际中国环境基金会（IFCE）会长，全国政协海外特邀代表
