發布時間:2022-04-04 02:53:51
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇大氣環境論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
摘要:文章淺要分析了造成大氣環境污染問題的原因,簡要介紹了大氣污染物的種類,提出了防治大氣污染的幾點措施,主要有改革工藝和設備;對燃料進行選擇和處理以及改善燃燒方法;開發廢氣凈化回收新工藝,化害為利,綜合利用;采用高煙囪排放;城市綠化。
關鍵詞:大氣環境;污染防治;廢氣凈化;環境綠化;環境保護
某些物質進入大氣或水體中會對人類和生態平衡產生不良影響,這些物質被認為是污染物。引起大氣污染的物質,按其來源可分為兩大類:其一來自自然界,如狂風席卷的沙土,火山爆發噴出的灰燼和二氧化硫,森林大火產生的二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫和碳氫化合物,雷電產生的臭氧等;其二來自人類活動,包括生產和生活所產生的氣體。
一、大氣環境污染
大氣中主要的環境污染物有二氧化硫、氮氧化物、粒子狀污染物、酸雨等。
(一)二氧化硫(SO2)
二氧化硫主要由燃煤及燃料油等含硫物質燃燒產生,其次是來自自然界,如火山爆發、森林起火等產生。二氧化硫對人體的結膜和上呼吸道粘膜有強烈刺激性,可損傷呼吸器管,可致支氣管炎、肺炎,甚至肺水腫呼吸麻痹。短期接觸二氧化硫濃度為0.5毫克/立方米空氣的老年或慢性病人死亡率增高,濃度高于0.25毫克/立方米,可使呼吸道疾病患者病情惡化。長期接觸濃度為0.1毫克/立方米空氣的人群呼吸系統病癥增加。
(二)氮氧化物(NOx)
大氣中含氮的氧化物有一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)等,其中占主要成分的是一氧化氮和二氧化氮,以NOx(氮氧化物)表示。NOx污染主要來源于生產、生活中所用的煤、石油等燃料燃燒的產物 (包括汽車及一切內燃機燃燒排放的NOx);其次是來自生產或使用硝酸的工廠排放的尾氣。
(三)粒子狀污染物
大氣中的粒子狀污染物數量大、成分復雜,它本身可以是有毒物質或是其它污染物的運載體。其主要來源于煤及其它燃料的不完全燃燒而排出的煙塵、工業生產過程中產生的粉塵、建筑和交通揚塵、風的揚塵等,以及氣態污染物經過物理化學反應形成的鹽類顆粒物。
(四)酸雨
指降水的pH值小于5.6時, 降水即為酸雨。煤炭燃燒排放的二氧化硫和機動車排放的氮氧化物是形成酸雨的主要因素;其次氣象條件和地形條件也是影響酸雨形成的重要因素。 降水酸度pH
二、治理措施
我國正處于工業現代化階段,在控制大氣污染方面宜采取綜合防治措施,這些綜合防治措施可歸納為下列幾個方面:
(一)改革工藝和設備
首先考慮采用無害工藝和改革設備結構,使之不產生或少產生污染物質。例如,鋼鐵工業中煉焦生產,以干法熄焦代替濕法熄焦,這不僅從根本上解決了煙塵對大氣污染和廢水排放的問題,而且還可以回收余熱用于發電。過去氯乙烯生產采用的是乙炔與氯化氫在催化劑氯化汞作用下的加成反應,現在則大力推廣應用以乙烯為原料的氧氯化法,以避免汞污染,并減少氯化氫的排放量。氯堿廠液氯工段用冷卻法液化時,必須排放一部分惰性氣體,其中含有一定數量氯氣,造成大氣污染,現可采取以吸收和解吸方法代替冷卻法來減少污染。
(二)對燃料進行選擇和處理以及改善燃燒方法
我國煤炭生產已有一定的洗煤能力。民用爐灶和沒有脫硫設備的工廠,燃燒低硫、低灰分煤將對環境保護起到很大作用。許多發達國家為了達到燃料低硫化,正在推進煤的氣化和液化以及重油脫硫的技術開發。國內針對民用鍋爐和中小型采暖鍋爐燃燒型煤做了不少工作,取得了很好的效果。燃燒型煤不僅可以降低二氧化硫和煙塵的排放量,還可以提高燃燒效率,節約大量燃料。
(三)開發廢氣凈化回收新工藝,化害為利,綜合利用
化害為利,綜合利用是我國治理環境污染的方針。一般說來,排放的有毒氣體都是有價值的生產原料。可是由于排放的廢氣量大、濃度低(與原料氣相比),凈化回收在技術經濟上有一定困難,因此,廢氣往往被排放掉。生產設備的密閉操作或采用新的廢氣凈化回收工藝流程可為綜合利用創造有利條件。例如冶煉廠回收二氧化硫廢氣制硫酸已取得明顯的經濟效益;氧氣頂吹轉爐煉鋼采用爐口微差壓控制技術,保證對煤氣在未燃狀態下除塵以回收煤氣作為燃料;對于鋁電解槽產生的氟化氫煙氣,大型中心加料預焙槽密閉操作為干法凈化回收氟提供了良好條件等。實踐證明,有毒廢氣凈化回收能達到減少空氣污染和資源再利用的目的。
(四)采用高煙囪排放
同等的有害物排放量,由于向大氣中排放的方式不同,大氣污染所造成的影響也不相同。雖然高空排放有毒氣體可以降低地面上的濃度,但它并不能減少大氣中有害物量。改善煙氣擴散的具體措施是建造高煙囪或增大煙氣的出口排放速度,從而把有毒氣體送至高空進行擴散稀釋。煙氣在大氣中的擴散與當地的氣象條件、逆溫情況、地形地物等因素有關,煙囪高度是在保證污染物最大落地濃度不超過允許值的條件下根據煙氣擴散規律確定的。當前,對于某些低濃度廢氣,從技術經濟上分析,采用高煙囪排放以減輕大氣污染可能是實用、經濟的方法。
(五)城市綠化
眾所周知,植物在保持大氣中氧與二氧化碳的平衡以及吸收有毒氣體等方面有著舉足輕重的作用。地球上絕大部分生命依賴大氣才得以生存。綠色植物是主要的氧氣制造者和二氧化碳的消耗者。地球上大氣總量約為5Pt,氧氣的60%來自陸生植物,特別是森林。1萬m2常綠闊葉每天可釋放700kg氧氣,消耗1000kg二氧化碳。按成年人每天呼吸需要氧氣0.75kg,排出二氧化碳0.9kg計算,則每人應擁有10m2森林或者50m2生長良好的草坪。植物還有吸收有毒氣體的作用,不同的植物可以吸收不同的毒氣。植物對大氣飄塵和空氣中放射性物質也有明顯的過濾、吸附和吸收作用。植物吸收大氣中有毒氣體的作用是明顯的,但當污染十分嚴重,有害物濃度超過植物能忍受的限度時,植物本身也將受害,甚至枯死。從這方面來說選擇某些敏感性植物又可起到毒氣的警報作用。
三、結語
環境污染會給生態系統造成直接的破壞和影響,如沙漠化、森林破壞也會給生態系統和人類社會造成間接的危害,有時這種間接的環境效應的危害比當時造成的直接危害更大,也更難消除。例如,溫室效應、酸雨和臭氧層破壞就是由大氣污染衍生出的環境效應。這 種由環境污染衍生的環境效應具有滯后性,往往在污染發生的當時不易被察覺或預料到,然而一旦發生就表示環境污染已經發展到相當嚴重的地步,所以對大氣污染應該進行提前防治。
摘要:文章就發電廠大氣環境質量的主要污染物進行分析,分別對煙塵、二氧化硫、氮氧化物等三大類主要污染物展開討論,分析了其各自質量的控制措施,以此來獲取火電廠大氣環境質量的優化措施。
關鍵詞:大氣環境;優化措施;火電廠;二氧化硫;氮氧化物
目前在我國電力結構中,火電占75.6%,水電占23.5%,核電占0.9%,還有一部分風力、太陽能、地熱和海洋能等新能源及可再生能源發電。由我國的資源基礎決定的這種以燃煤發電為主的能源格局對環境造成了巨大壓力,我國95%以上的火電廠是以燃煤為主,我國燃煤火電廠動力用煤的特點就是高灰分、高硫分,而且幾乎不經任何洗選等預處理,這就造成了火電廠污染物排放總量大且集中。燃煤火電廠主要大氣污染物有煙塵、SO2、NOx等,其中煙塵、S02、NOx等有害物質排入大氣中,對大氣造成了嚴重的污染,對環境造成的破壞影響是亟待解決的。
本文以下從火電廠大氣污染物控制角度分別闡述大氣環境質量的優化措施。
1煙塵控制措施
粉煤灰目前以灰場貯存為主,浪費土地資源,并隨其擴散、遷移、積累而污染水、土壤環境。但粉煤灰可以用來填充山溝、低洼地和礦井等,在其上面覆蓋土地造田可防治二次污染。另外,粉煤灰也是十分寶貴的資源,可以回收利用,可做建筑材料、筑路、肥料等,用途廣泛。目前眾多電廠專門建設有煤渣場,并成立了專門的公司經營粉煤灰,效益不錯。
火電廠燃燒系統產生的飄塵的化學組成比較復雜,其中有鎳、福、鉻、鉛、釩、砷等有毒化合物,特別是致癌物質苯并[b]芘、苯芘蒽等,通過呼吸道或皮膚進入人體,引起肺癌或皮膚癌。飄塵的危害程度與塵粒的大小及性質密切相關。粒徑小于10微米的細顆粒物可長期漂浮在大氣中,易進入人的呼吸系統,其中的有害物質會對人體組織造成傷害。大氣中的煙塵等顆粒物的主要危害有:遮擋陽光,降低能見度,進而影響天氣和交通。
要控制污染源排放顆粒物,主要利用除塵設備。根據除塵機理的不同,除塵器分為:利用顆粒自身的重力除塵的各種沉降室、各類旋風除塵器;利用水來除塵的各種濕式除塵器;利用各種過濾材料除塵的過濾式除塵器。無論從技術角度還是從經濟角度來看,在采用大型布袋除塵器要比電除塵器更合理,能提高除塵效率,減少污染,煙塵排放濃度可小于50mg/m3。
2SO2控制措施
火電廠鍋爐產生的SO2污染主要來自煤粉中硫的燃燒。煤粉中所含的硫分為可燃硫和不可燃硫兩大類。可燃硫一般包括有機硫、硫化物硫以及元素硫,這類硫在煤質分析中稱為硫分,在燃燒過程中生成S02或S03;不可燃硫則主要為硫酸鹽硫,這類硫在煤質分析中被歸于灰分中,因為它不會燃燒生成S02或S03,而產生灰分。可燃硫在燃燒過程中也不會全部轉化為S02或S03,原因在于煤中一般含有一定量的CaCO3,它受熱分解后形成的氧化鈣和二氧化碳氣體能將S02或S03固化到灰分中。
SO2在低濃度下主要影響呼吸系統,濃度較高時會造成支氣管炎、哮喘病,對有呼吸系統和心臟疾病的人,將導致病情加劇,嚴重者有致命危險,SO2還是我國酸雨形成的最主要的酸性物質。S02和NOx還能形成無機鹽的細顆粒物,加重空氣中的細顆粒物污染。
目前火電廠應用較為廣泛的煙氣脫硫技術有以下幾種:
2.1石灰石―石膏濕法煙氣脫硫技術
濕法脫硫工藝的成熟、可靠。目前約占整個煙氣脫硫市場的80%,而且其中的90%采用石灰石―石膏濕法煙氣脫硫技術。該脫硫技術使機組容量約占電站脫硫裝機總容量的80%以上。它不僅能處理大容量機組煙氣脫硫,而且其脫硫效率可達95%,運行可靠性和脫硫劑利用率超過95%。
2.2海水脫硫技術
海水脫硫技術是利用海水的天然堿性來脫除煙氣中的二氧化硫。吸收二氧化硫后的酸性海水與凝汽器排出的大量堿性海水混合后,經曝氣池曝氣處理,并使海水的pH值與COD達到排放標準后排入大海。該技術不產生廢棄物,具有技術成熟、工藝簡單、系統運行可靠、脫硫效率高和投資運行費用低等優點,在一些沿海國家和地區得到日益廣泛的應用。
2.3噴霧干燥煙氣脫硫技術
噴霧干燥煙氣脫硫技術一般以石灰為脫硫吸收劑,在吸收塔內,被霧化成細小液滴的吸收劑和煙氣充分接觸,與煙氣中的SO2發生化學反應生成固態產物,同時,吸收劑帶入的水分迅速被蒸發而干燥,煙氣溫度隨之降低。噴霧干燥煙氣脫硫技術具有技術成熟、工藝流程較為簡單、系統可靠性高等特點,脫硫效率可達85%以上。
2.4循環流化床煙氣脫硫技術
該工藝一般采用干態的消石灰粉作為吸收劑,也可采用其它對二氧化硫有吸收反應能力的干粉或漿液作為吸收劑。由鍋爐排出的未經處理的煙氣從吸收塔(即流化床)底部進入吸收塔底部為一個文丘里裝置,煙氣流經文丘里管后速度加快,在吸收塔內與很細的有吸收能力的粉末互相混合。脫硫后攜帶大量固體顆粒的煙氣從吸收塔頂部排出,進入再循環分離器,在此煙氣中大部分顆粒被分離出來,經過一個中間倉返回吸收塔,如此反復循環,故吸收劑利用率較高。它具有投資相對較低、脫硫效率高、運行可靠、占地面積較少、操作維護方便的優點。
2.5其他煙氣脫硫技術
2.5.1爐內噴鈣煙氣脫硫技術爐內噴鈣煙氣脫硫技術是把吸收劑如石灰石粉、白云石粉等噴到爐膛燃燒室上部溫度低于1200℃的區域,石灰石受熱分解為氧化鈣和二氧化碳,氧化鈣與煙氣中的二氧化硫反應生成亞硫酸鈣或硫酸鈣,并隨飛灰在除塵器中收集。
2.5.2爐內噴鈣尾部煙氣增濕活化脫硫技術該技術是在爐內噴鈣脫硫技術的基礎上發展起來的爐內噴鈣后在鍋爐尾部設增濕段,在尾部增濕活化反應器內,增濕水以霧狀噴人,與未反應的氧化鈣接觸生成氫氧化鈣,進而與煙氣中的二氧化硫反應,以提高脫硫效率。
2.5.3雙堿法煙氣脫硫技術雙堿法煙氣脫硫工藝是在石灰石―石膏法的基礎上發展起來的。它先用堿金屬鹽類如NaOH、Na2CO3、Na2SO3、NaHCO3等的水溶液吸收SO2,然后在另一石灰反應器中用石灰或石灰石將吸收SO2后的溶液再生,再生后的吸收液再循環使用,最終產物以亞硫酸鈣和石膏形式析出。
2.5.4氨水洗滌法煙氣脫硫技術氨是一種良好的堿性吸收劑,用氨吸收煙氣中的SO2反應速度快,吸收劑利用率高,脫硫產物為硫酸銨化肥。鍋爐排出的煙氣進入吸收塔,在吸收塔中煙氣中的SO2被氨水洗滌吸收除去,煙氣經塔頂的除霧器除去霧滴,再經煙氣換熱器加熱后經煙囪釋放。
3NOx控制措施
NOx包括氧化二氮、一氧化氮、二氧化氮、五氧化二氮等。通常所說的NO主要是一氧化氮、二氧化氮。在NOx中,一氧化氮約占90%以上,二氧化氮占5%~10%。NOx生成的最大特點就是與煤的燃燒方式及燃燒工況有關,即與燃燒溫度、風煤比、傳熱及煤、空氣和燃燒產物的混合程度有關。
一氧化氮和二氧化氮均為有毒氣體。與一氧化碳類似,一氧化氮與血液中的血紅蛋白的親和力較高,可結合生成亞硝酸基血紅蛋白或亞硝酸基鐵血紅蛋白。因而會使血液輸氧能力降低,引起缺氧癥狀。若發生高濃度一氧化氮急性中毒,則會迅速產生肺水腫,甚至窒息導致死亡。而二氧化氮除了與碳氫化合物反應生成光化學煙霧外,還有致癌危害。二氧化氮還能與空氣中的水汽或水滴及硫氧化物、氧等發生反應產生硝酸,從而對人體、植物和金屬造成損害。
NOx是常見的大氣污染物質,它能刺激呼吸器官,引起急性和慢性中毒,影響和危害人體健康,還可生成毒性更大的硝酸或硝酸鹽氣溶膠,是形成酸雨的主要酸性物質之一。降低NOX排放主要措施有兩種:一是控制燃燒過程中NOX的生成,即低氮燃燒技術;二是對已生成的NOX進行處理,即煙氣脫硝技術。
3.1低氮燃燒技術
為了控制燃燒過程中NOX的生成量所采取的措施原則為:降低過量空氣系數和氧氣濃度,使煤粉在缺氧條件下燃燒;降低燃燒溫度,防止產生局部高溫區;縮短煙氣在高溫區的停留時間等。主要有空氣分級燃燒、燃料分級燃燒、煙氣再循環、低氮燃燒器幾個方法。
3.2煙氣脫硝技術
煙氣脫硝技術有氣相反應法、液體吸收法、吸附法、液膜法、微生物法等。液體吸收法的脫硝效率低,凈化效果差;吸附法雖然脫硝效率高,但吸附量小,設備過于龐大,再生頻繁,應用也不廣泛;液膜法和微生物法是兩種新技術,還有待發展;脈沖電暈法可以同時脫硫脫硝,但如何實現高壓脈沖電源的大功率、窄脈沖、長壽命等問題還有待解決;電子束法技術能耗高,并且有待實際工程應用檢驗;SNCR法氨的逃逸率高,影響鍋爐運行的穩定性和安全性等;目前脫硝效率高,最為成熟的技術是SCR技術。
4結論
當發展核電,積極利用新能源和可再生能源發電,加大技術改造力度、節能降耗等內容之外,當前最緊迫的任務,就是要加強火電廠的污染物治理,最大限度地減少污染物排放,以保護生態環境。結合發電廠大氣環境質量的主要污染物分析,分部從煙塵、二氧化硫、氮氧化物等三大類主要污染物。對以上三類主要大氣污染物的控制優化措施進行了羅列與比較,以供同行參考。
進一步提高煤炭的利用率:提高煤炭等礦物燃料轉換為電能的效率,加強電源結構調整,加大技術改造力度。重視再循環利用:回收利用煤燃燒后的副產物,變廢為寶。可以將煙氣中的二氧化硫回收進行加工,。進一步提高脫硫技術的水平:目前投入運行和在建的擁有脫硫設備的發電裝機容量達到兩千多萬千瓦,脫硫設備已經邁出國產化步伐。
作者簡介:張敏(1985-),男,湖南寧鄉人,供職于寧夏大唐國際大壩發電有限責任公司,研究方向:單元機組集控運行。
摘要:為準確掌握重慶市墊江縣城區大氣環境中臭氧濃度污染特征,選擇2017年1月1日至3月31日大氣自動觀測數據進行了分析,結果表明:墊江縣城區大氣環境中O3月平均質量濃度為46 μg/m3,滿足《環境空氣質量標準》(GB3095-2012)中二級標準要求,最小值為7 μg/m3,最大值為165 μg/m3。相關性分析結果表明,墊江縣城區大氣環境中O3與氣象參數風速和溫度呈極顯著正相關,與PM10、PM2.5、SO2、NOx、NO、NO2、風向和濕度均呈極顯著性負相關。主成分分析結果也表明,第一主成分上NO、NOx、NO2、PM10、PM2.5都具有較大正載荷,而O3則具有較大的負荷載,第二組分上風速和溫度具有較大的正荷載。聚類分析結果可以分為四類,第一類為:PM10、PM2.5和SO2;第二類為NOx、NO、NO2;第三類為風向和濕度;第四類為風速、溫度和O3。
關鍵詞:墊江縣;臭氧;相關性分析;聚類分析
1引言
隨著城市進程加快和工業快速發展,大量污染物排放進入大氣環境,導致了大氣環境問題日益突出,危害了生態環境安全和人類身體健康。尤其是近幾年,在全國大范圍面積內頻繁出現霧霾天氣,引發人類呼吸系統疾病和心腦血管疾病發生[1,2]。隨著2016年1月1日《環境空氣質量標準》(GB3095-2012)標準頒布和實施[3],對大氣環境中各項污染物指標也做了更為嚴格的限值要求。在特殊氣候和地理環境條件下,城市大氣環境中主要污染物也具有較大的差別。墊江縣地處三峽庫區影響區,重慶市政府確定五大功能區中的生態涵養發展區是三峽庫區的生態屏障區,生態資源環境具有脆弱性和敏感性。近年來,城區汽車保有量增加,隨之排入大氣環境中尾氣對大氣污染問題日趨明顯,為準確掌握墊江城區大氣環境中臭氧的污染狀況,開展大氣環境臭氧特殊污染物研究具有極其重要意義,為墊江縣城區大氣環境污染防治提供基礎技術支持。
2研究區域和數據分析方法
大氣監測數據來源于重慶市環境保護局官方網站重慶市空氣質量系統[4],大氣自動觀測站點位于重慶市生態涵養發展墊江縣區域。選取2017年1月1日至2017年3月31日墊江縣大氣自動觀測站點24小時溫度、風速、O3和風向等11個參數連續觀測數據,所有數據采用SPSS20.0軟件進行統計分析。
3結果與討論
3.1城區大氣質量狀況
O3隨月份變化見圖1,由可以看出,一季度墊江縣城區大氣環境中O3月平均質量濃度為46 μg/m3,滿足《環境空氣質量標準》(GB3095-2012)中二級標準要求,最小值為7 μg/m3,最大值為165 μg/m3,隨月份逐漸增加,最大值出現在3月份,為61 μg/m3。為研究墊江縣城區大氣環境中O3小時變化特征,選擇2017年3月28日晴天,O3日濃度變化圖研究結果見圖2,由圖2可以看出,墊江縣城區大氣環境中O3濃度隨時間變化特征明顯,從早上到中午時間,O3濃度一直呈上升趨勢,在下午13:00~14:00點時達到日均最大值,隨后呈逐漸下降,其主要原因是由于陽光輻射,地表面溫度逐漸升高,產生O3的前驅體如NOx濃度顯著上升所導致[5]。
3.2相關性分析
運用SPSS20.0進行相關性分析、主成分分析和聚類分析,由表1可以看出,墊江縣城區大氣環境中O3與氣象參數風速和溫度呈極顯著正相關(p
3.3主成分分析
首先,以O3及其相關主要影響污染物和氣象因子進行適用性檢驗, KMO值約為0.617,表明研究參數變量間相關性較強,Bartlett球形檢驗發現,近似卡方值為32520.059,自由度為55,p=0.0,表明研究參數因子適宜因子分析。運用主成分分析因子結果可以看出,共抽取4個主成分,累計解釋了總因子的41.595%,59.134%,71.321%和80.781%。第一主成分上NO、NOx、NO2、PM10、PM2.5都具有較大正載荷,而O3則具有較大的負荷載,由此表明,墊江縣城區O3污染與其他污染物之間可能呈現相互轉化和影響。第二組分上風速和溫度具有較大的正荷載,表明墊江縣城區大氣主要污染物臭氧受氣象影響較大。第三和第四組分上分別是濕度和風向具有較大的正荷載。
3.4聚類分析
采用SPSS20.0統計分析軟件,以平方歐氏距離2為組間距離標準,對墊江縣城區O3等主要大氣污染物和氣象因子中11個因子進行聚類分析,各個因子組間聚類分析結果可知,聚類分析結果可以分為四類,第一類為:PM10、PM2.5和SO2;第二類為NOx、NO、NO2;第三類為風向和濕度;第四類為風速、溫度和O3。木劾嗑嗬氪笮】梢鑰闖觶NOx、NO、NO2
2017年6月綠色科技第12期
姚玉璽:墊江縣大氣環境中臭氧濃度污染特征研究
環境與安全
4結論
(1)墊江縣城區大氣環境中O3月平均質量濃度為46 μg/m3,滿足《環境空氣質量標準》(GB3095-2012)中二級標準要求,最小值為7 μg/m3,最大值為165 μg/m3。
(2)相關性分析結果表明,墊江縣城區大氣環境中O3與氣象參數風速和溫度呈極顯著正相關,表明O3受氣象參數影響也較大。與PM10、PM2.5、SO2、NOx、NO、NO2、風向和濕度均呈極顯著性負相關。
(3)主成分分析結果表明,第一主成分上NO、NOx、NO2、PM10、PM2.5都具有較大正載荷,而O3則具有較大的負荷載。聚類分析結果可以分為四類,第一類為:PM10、PM2.5和SO2;第二類為NOx、NO、NO2;第三類為風向和濕度;第四類為風速、溫度和O3。
【摘 要】無人機技術快速發展的今天,為了充分發揮旋翼機在空間上的靈活性,并設計和制作一款搭載溫濕壓傳感器、相機的旋翼機,以實現大氣環境溫度、濕度、氣壓以及能見度等氣象數據的測量。設計出了旋翼機搭載傳感器、數據存儲和傳輸元件的測量平臺,該平臺是基于旋翼機的能見度和常規氣象要素的測量、能見度反演以及相應編程的整合,數據精確可靠,對氣象方面的科研工作有積極意義。該平臺很好地利用了無人機便攜性以及智能化的特點,該平臺能在不同環境下工作,對于各種天氣適應性良好。此外,單片機的運用實現了探測數據的實時傳輸,確保了數據的及時性和可靠性,而且地面站也能夠全程監控和操作無人機,以完成各種不同的任務。
【關鍵詞】無人機;能見度;氣象觀測
1 研究背景
隨著生活質量的提高,城市大氣環境質量越來越受到人們的重視。有研究指出,中國城市空氣中懸浮的顆粒物目前是全世界最高的,大大高于世界衛生組織規定的標準,污染已經嚴重威脅到人們的身心健康和智力發展。現今引起大氣污染的重要因素非PM2.5莫屬。生活在霧霾天氣中,空氣中懸浮的大量塵粒和煙粒等有害物質會對人體的呼吸道造成傷害。
另一方面,無人機技術也逐漸發展和成熟,并用于城市大氣環境研究中。早在上世紀四十年代初,已經有人用攝像方法來測量能見度,通過照相機拍攝黑色目標物,然后從圖片求得目標物與背景的相對亮度比,并以此來測量能見度。但由于當時從拍照、沖洗照片到測定目標物與對比物的亮度對比,全是純手工操作,操作繁瑣,浪費時間,并且數據還不是特別的準確,難以實現真正的定量化,后來這種方法并沒有付諸行動。
在科技水平c計算機技術高速發展的時代,空氣污染監測技術正在飛速提高。但是一臺紅外線測量儀器成本太高,而且非常不便攜。CCD數字攝影技術目前已經開始被用于航空航天、衛星圖片、資源與環境遙感等方面,但是由于成本也很高,不經濟。
眾所周知,空氣質量的好壞對航空、航海、路上交通甚至是軍事活動等都有重要的影響。因此本團隊便有了設想,擬在不減小測量精確度的前提下,降低成本,利用旋翼機(無人機的一種)實現全天時全天候大氣環境的監測,為進一步的科學研究提供基礎。
2 研究內容
為了充分發揮旋翼機在空間上的靈活性,本研究項目擬在旋翼機上搭載照相機和各種測量大氣環境要素的傳感器,以實現大氣環境的監測。為此,可將研究內容分為兩個部分:
(1)旋翼機的改裝。
改裝旋翼機的目的是為了搭載照相機和傳感器。然而旋翼機升空有其最大載重,一旦超過,無法升空。這樣就需要考慮這些設備本身的重量,以滿足要求。搭載的傳感器包括溫度、濕度、氣壓等傳感器。另外,由于傳感器僅是用來采集數據,本身不具備數據存儲和傳輸功能,因此在旋翼機上,還需搭載具備存儲和傳輸功能的元件(單片機)。
(2)基于旋翼機的大氣環境監測研究。
本項目主要對大氣環境中的能見度進行監測,同時采集常規氣象要素,例如溫度、濕度、氣壓等,以便后續分析能見度的成因與氣象要素的關系。具體包括:
能見度和常規氣象要素的測量:通過將旋翼機升空進行多點拍照,測量同一地點不同垂直高度上的能見度和常規氣象要素數據。
能見度反演:能見度不是直接測量的,需要根據利用相機拍照原理及文獻提供的方法來反演能見度。有研究表明,其測出的能見度和精確儀器測出的能見度的誤差在15%以內,精度可以接受。
程序設計:編程的內容包括單片機編程,實現數據的存儲和傳輸;能見度反演原理的程序化。
數據驗證:根據航飛大樓樓頂的自動氣象觀測站的數據,比對旋翼機測量數據,以確定測量精度是否可控。不可控的話需要對儀器、反演方法、程序等進行問題查找,以確定問題來源。
3 技術流程圖
4 研究設備
眾所周知,影響大氣能見度的天氣現象主要有霧和霾。其中,影響霧形成的主要因素有相對濕度、氣溫和氣壓。為了獲得這些數據,在旋翼機上搭載傳感器。
在濕度方面,采用廣州奧松電子有限公司生產的DHT11濕度傳感器,因為其技術成熟,成本較低,誤差較小,抗干擾能力強等優點被廣泛用于各種領域。DHT11里含有一個溫度傳感器,為最終的輸出提供一組溫度數據。
在氣壓方面,采用德國博世公司生產的BMP180。因為功率低,體積小,重量輕,穩定性好且可長期工作而選擇BMP180。BMP180也集成了一個溫度傳感器,與DHT11一起為最終的溫度輸出提供溫度數據。
而霾的形成就相對簡單一些。霾的本質就是固體小顆粒分散在空氣中形成的氣溶膠。而為了檢測固體小顆粒,在旋翼機上搭載日本夏普公司生產的GP2Y1010AU0F。GP2Y1010AU0F是通過檢測空氣中微小顆粒對紅外光的反射來計算空氣中微小顆粒濃度。其功率低,體積小,重量輕。最符合搭載在無人機上進行工作。
在數據整合方面,用了STC15W4K56S4單片機和3dr數傳進行數據的整合與實時回傳。各傳感器測量的數據通過串口通訊傳到STC15W4K56S4單片機里。然后單片機把所得數據進行加工轉化通過串口通訊傳給數傳,再由數傳將數據實時傳輸到地面站。
此外,旋翼機還需搭載輕巧便捷的gopro運動相機。其重量輕,體積小,在各種環境下能穩定工作,支持高清視屏錄制和實時回傳,能滿足本項目對相機的需求。為了是相機在更穩定的條件下進行拍攝,還需為旋翼機安裝一部三軸無刷云臺,通過云臺消除旋翼機的晃動干擾。
摘要:隨著人們生活水平的不斷提高,生活垃圾也在不斷增多,生活垃圾焚燒廠的數量也相應增加,焚燒廠進行垃圾焚燒的過程中,應有效處理污染物,避免對環境產生二次污染。基于此,本文對大氣環境影響評價要點展開分析,有利于制定環境發展措施,有利于優化大氣環境。同時,也可為相關人士提供參考與借鑒。
關鍵詞:生活垃圾;焚燒廠;大氣環境;評價要點
前言:通過對生活垃圾焚燒廠進行大氣環境影響測評,能夠對污染源準確發現,能夠有針對性分析環境影響因素,同時,有利于制定合理的應對措施,在健全h境監測體系的基礎上,實現大氣環境凈化的良好目標。以此為環境保護工作者提供方向引導,提高人們的生活質量,改善大氣環境質量。
一、垃圾焚燒廠污染源介紹
污染源主要包括兩方面,第一方面為有組織污染源,即指煙囪排放的煙氣;第二方面為無組織污染源,它與生活垃圾的處理流程相關,即指整理分類、運輸、集中存放、首次處理。第一方面應具體明確煙囪位置、總高度、形狀、表面積、出口直徑、主要污染物(如二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、煙塵等)排放量、煙氣溫度和速度、排放時間、排放狀況。對于第二方面應具體明確生活垃圾的整理分類方法、應用工具、整理分類范圍、生活垃圾數量、運輸方式和路線、生活垃圾運輸量、垃圾存放位置及容器形狀、垃圾處理方法等[1]。
二、大氣環境影響評價要點分析
焚燒廠針對生活垃圾進行焚燒時,會產生一氧化碳、二氧化硫、懸浮物、氮氧化物等一般污染物,除此之外,還會產生非常規污染物,如氫氯酸、硫化氫、氨氣、重金屬和二f英等。依據HJ2.2-2008相關導則要求,對其進行監測布點和頻率分析,然后對污染物在不同時間產生的數值變化情況進行列表呈現,以此分析大氣污染物的變化情況及其與大氣風向、風速間的關系,同時,探究影響大氣污染的因素。
1、施工期
施工期的污染來源主要包括汽車尾氣、建筑材料裝卸和運輸、施工廢氣、土方挖掘、揚塵等。針對這一時期的環境影響評價時,可以通過類比評價的方式進行分析測評,即類比對象為同區域類似工程的監測數據和信息資料,同時,為這一時期制定污染控制的有效措施。
2、運營期
首先,按要求搜集并整理數據資料,將大氣預測模型作為基本輔助工具,以此分析風向、風速等影響因素。然后,設計兩種排放情景,分別為設備運行條件良好情況下的排放情況和設備運行條件較差情況下的排放情況。最后,擴大預測因子的范圍,將部分特殊污染物納入預測范圍。
(1)預測內容
不同評價項目、不同氣象條件下的預測內容存在差異性,總結為:一級和二級評價項目中,長期、全年逐日和全年逐時氣象條件,預測內容主要為網格點處地面濃度,環境空氣保護目標,評價范圍內最大地面年均、日均、小時濃度[2]。
(2)預測結果
①煙囪污染環境影響
分析環境敏感區時,需要對預測值和相同點位背景值全面考慮;分析特殊時間、長期時間和日氣象條件時,主要對各種超標情況予以考慮,主要包括超標時間、超標位置、超標現狀、超標次數,同時,根據超標情況繪制污染物濃度等值線分布圖;分析差異性排放方案時,主要考慮項目的位置、污染源排放方法及強度、解決方法,針對不同排放方案進行對比,最終選擇適用的排放方案,以此解決污染源問題。
②垃圾儲存設施
預測內容主要包括兩方面,第一方面為環境防護距離,第二方面為衛生防護距離。根據所提供的特定大氣環境防護距離模型針對不同垃圾庫的大氣環境防護距離進行計算,所得距離即為控制距離。在考慮廠區實際位置的基礎上,明確控制距離范圍,項目大氣環境防護區域即規定范圍之外的區域。在實際計算中,需要分別計算氨氣、硫化氫、甲硫醇的防護距離,根據計算結構明確具體的大氣環境防護距離。根據環發[2008]32文“6、環境防護距離:新改擴建項目環境防護距離不得小于300米”,生活垃圾焚燒廠環境防護距離以0.3千米為界,計算結構小于這一數值時,需要以0.3千米為環境防護距離。
三、有效治理措施
由于煙氣污染物種類較多、不利影響較大,進而應采取有效措施處理煙氣污染物,目前采用的有效措施主要包括:
1、煙氣凈化系統
煙氣凈化系統采用半干法組合工藝流程,包括:選擇性非催化還原脫氮(SNCR)系統、旋轉噴霧半干法、活性炭噴吸附系統、布袋除塵系統。焚燒爐煙氣經脫酸、活性炭噴射完成酸性氣體脫除、二f英類物質的吸附、重金屬的吸附后,最后進入布袋除塵器凈化后的煙氣由煙囪排入大氣。煙囪上設取樣點,以便對煙氣進行在線監測。
2、惡臭防治措施
(1)垃圾貯坑除臭措施
垃圾貯坑采用密封設計,設置自動卸料門,無車卸料時保證垃圾貯坑密封,維持垃圾貯坑負壓,減少惡臭外逸;焚燒爐的一次風機從一次風抽氣口抽風,垃圾貯坑的吸風口吸風作為燃燒空氣送入焚燒爐內,在高溫的焚燒爐內臭氣污染物被燃燒、氧化、分解,同時使垃圾貯坑內形成微負壓,防止臭氣外逸。
(2)卸料大廳除臭措施
垃圾卸料大廳保持微負壓環境,卸料大廳與運輸棧橋、地磅設置生物除臭系統,定期噴灑除臭劑,并在門口設置風幕機;卸料大廳及焚燒間附近設置高壓微霧除臭裝置;垃圾卸料大廳門口設置空氣幕,阻隔卸料大廳內臭氣外溢。
(3)焚燒爐停爐時的除臭方案
垃圾池側上方安裝除臭風管,進風口裝電動蝶閥,平時焚燒爐正常運行時,閥門關閉。焚燒爐停爐檢修期間,垃圾貯坑內設置可燃氣體檢測裝置。停爐期間,自動開啟除臭風機,垃圾倉內的臭氣經設置在垃圾坑上部的風管及抽風口抽出,將臭氣送入活性炭裝置吸附過濾達標后,經排風風機通過應急排氣筒排放。垃圾倉內垃圾卸料門關閉后,仍保持一定的微負壓,從而確保臭氣不外泄。
(4)滲濾液收集間、污水處理站的送排風除臭
滲濾液收集間、污水處理站調節池、污泥壓濾間等房間設置機械排風系統,采用機械出風排至垃圾貯坑,再通過一次風機吸入焚燒爐內燃燒、分解。在停爐時,通過除臭風機活性炭除臭達標后外排。排風機兼作事故排風機。
(5)運輸過程防臭
加強對垃圾轉運站與垃圾運輸過程的管理,垃圾運輸車輛采用專用密閉式的垃圾運輸車輛,防止飛揚散落,跑冒滴漏,并由市政環衛部門定期對沿途運輸道路進行沖洗,減少沿途運輸道路臭味的聚集。廠內設置清潔設施,定期清洗廠內垃圾運輸道路。另垃圾運輸棧橋設置玻璃幕墻密封裝置,保證運輸車輛在廠區運輸和故障檢修時確保垃圾臭氣不外溢。
3、其他
運輸生活垃圾的過程中,為了避免運輸期間造成環境污染,所選運輸工具應為封閉式、所選運輸路線應巧妙避開環境敏感區域,同時,避免在上下班時間段中進行垃圾運輸。除此之外,還應及時對焚燒廠外部環境和內部生產設備進行檢測,一旦發現環境質量和設備運行效果不符合標準時,應及時尋找原因并制定有效的處理措施,以此優化焚燒廠大氣環境、增強設備性能[2]。
結論:綜上所述,針對生活垃圾焚燒廠大氣環境影響評價要點展開分析,即在了解污染物來源、污染物種類的基礎上,提出針對性的處理措施,這對污染物有效控制、焚燒廠環境凈化具有積極的促進作用。此外,相關部門還應引進污染物處理的先進技術,在應用先進技術的過程中減少生活垃圾污染物排放。
簡介:高海燕(1970-),女,貴州省貴陽市人,漢族,現職稱工程師,學歷碩士研究生,從事環境影響評價和環境保護咨詢工作。
[摘 要]隨著國家對環境保護的重視,許多省市地區開始采用焚燒的方式處理生活中的垃圾,規劃垃圾焚燒的項目就越來越多,環境保護局及審批局對焚燒項目的建設提出了更高要求,努力做好焚燒項目的環境影響評價,把握好評價的重難點,及時了解相關的評價政策信息,確定項目評價的優秀。本文就當前環境評價管理要求分析當前焚燒項目大氣環境評價中存在的問題,探討了環境評價的關鍵。
[關鍵詞]生活垃圾焚燒 大氣環境 影響評價
中圖分類號:U445.57 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)16-0227-01
將城市的生活垃圾進行焚燒再利用是當達國家采用的有效處理垃圾的方式,將垃圾實現能源化的轉換。隨著國家經濟水平的提升和人們生活質量的提高,科學合理地處理生活垃圾是城市發展的首要任務。目前,我國也建立了生活垃圾焚燒發電廠,運用有效處理垃圾的方式解決城市發展中遇到的最大問題。
一、 大氣中污染元素的評價等級范圍的確定及其分析
(一) 焚燒垃圾廠中的污染源
目前,我國垃圾焚燒廠中的污染源主要分為無組織污染源與有組織污染源,而大氣污染源主要存在于有組織污染源中。在進行無組織污染源的分析評價時,應該將垃圾收集的方式、運輸的路線、儲存站的位置、形狀及其周圍環境、垃圾的運輸方式、收集范圍、運輸量、收集設施、臭氣的處理方式、收集方式、排放速度等。而有組織污染源,在分析的時候要將有組織污染源的焚燒鍋爐及其煙氣排放設備進行仔細了解,比如排煙出氣筒的高度及其口內徑,煙氣從排出口出去的速度;氣體中各種污染元素的正常排放量,煙氣出口處的煙氣溫度,毒性較大的物質非正常排放量,年排放的小時數,排放的工況。
(二)評價等級及其范圍的確定
基于國家環境影響評價技術的準則及大氣環境的規定,根據焚燒垃圾廠的污染源參數及其地理形態的參數,估算出垃圾焚燒廠的主要大氣污染元素在不同風向下的濃度,將計算出的濃度最大占標率,依據最大占標率來確定大氣環境污染的評價等級。垃圾焚燒廠排除的煙氣中有毒性較大的物質,垃圾焚燒廠的大氣環境影響評價等級應高于二級。
根據國家HJ2.2-2008的要求,大氣環境影響評價范圍應當以垃圾焚燒廠的煙筒底座中心為圓的中心點,以D10%為半徑或者以煙筒底部的中心為矩形的中心點,以D10%×2為邊長,若是圓或矩形不存在D10%則環境評價范圍確定應該控制在5km之內。
二、大氣環境質量現狀評價要點分析
(一)監測因子
焚燒垃圾廠具有自身的特殊性,其大氣環境監測因子中除了常規性的污染物PM10、TSP、CO、NO2、SO2外,還有Cd、Pb、Hg、H2S、HF、HCI、NH3等特殊性的污染物。
(二)監測頻率及監測布點
大氣環境影響評價的監測頻率及監測布點要嚴格遵循HJ2.2-2008中的規定及要求。
(三)監測結果的統計
用列表的方式將監測到的不同階段的大氣污染物濃度變化范圍呈現出來,依據列表中給出的數據,計算出各時間階段內污染物濃度最大值在標準濃度下的百分比及超標率,依據計算出的結果分析環境影響評價的達標情況。探討大氣污染物質的濃度與地面上的風速、風向等氣象之間的關系,研究大氣污染物質的濃度日變化規律、周變化規律及月變化規律,找出其中污染比較嚴重的時間點及其分布情況和影響要素。
三、大氣環境影響評價要點分析
(一)施工階段大氣環境影響評價要素分析
垃圾焚燒廠在處于施工階段時,其對大氣環境污染的因素主要是堆方的揚塵、沙子石灰等的裝卸、堆積清運、土方挖掘;施工機器的尾氣及廢氣等。對焚燒廠的施工環境影響評價與相類似的施工項目監測影響評價進行對比分析,提出相應的控制措施。
(二)運營階段大氣環境影響評價要素分析
在運營階段進行大氣環境影響評價前,相關部門要先收集適合HJ2.2-2008規定的地形數據與氣象資料,簡單的地形不需要太多考慮地形因素,復雜的地形環境則需要認真檢查符合的數據;氣象資料的獲取主要基于預測數據的統計歸納及整理分析。其次,相關部門要制定相應的預測情景,將污染物的非正常排放及正常排放進行嚴格分析,確定煙氣污染中的常規性污染物及特殊性的污染物。
1、 在運營階段進行大氣環境影響預測的內容
預測內容分為一級和二級,一級預測內容比二級預測內容多,一級預測內容有5點,二級預測內容有4點。具體來說,一級預測內容有:
(1)在逐次小時或全年逐時的氣象條件下,評價范圍內最大面積的小時濃度、網格點面的濃度和大氣環境保護的目標。
(2)在全年逐日的氣象背景下,大氣環境保護的目標、評價范圍內最大面積的日平均濃度和網格點面的濃度。
(3)在長期的氣象背景下,評價范圍內最大面積的年平均濃度、網格點面的濃度和大氣環境保護的目標。
(4)在非正常的排放及逐次小時或全年逐時的情況下,評價范圍內最大面積的小時濃度、網格點面的濃度和大氣環境保護的目標。
(5)施工期逾期的項目中排放了較多的污染物,因此要對施工階段的大氣環境影響進行預測評價。
二級評價項目的預測內容只有一級預測內容中的前四點。
2、 大氣環境影響預測結果分析
分析垃圾焚燒項目建成后的環境影響,就是將現狀的環境監測值+新增的污染物預測值-削減的污染物計算值-已被取代的污染物計算值=項目建成后的最終環境影響。用小時濃度及超標位置、超標程度或區域小時平均濃度的最大值等,將項目對環境影響評價范圍的最大值及敏感區計算出。分析不同時段的煙氣排放對環境造成的影響,結合當前環境中存在的煙氣污染控制手段設計有效的解決方案,對有效方案進行評價和預測。
四、大氣環境的治理措施分析
(一)煙氣污染物的治理措施
在垃圾焚燒廠中安裝具有高標準的煙氣處理系統,除了采用常規性的技術工藝外,還有運用活性炭式的噴射裝置。此外還要控制焚燒工藝裝置,完善鍋爐內的氣體流動結構,減少有毒性物質的生成。
(二)無組織污染的治理措施
在進行無組織污染的治理時,首先要學會從無組織污染的各個階段、環節中進行治理。例如在垃圾收集運輸過程加強垃圾的保護,防治垃圾外漏或散發出惡臭,全程采用封閉式的運輸方式,盡量避開高峰期,避開市區環境敏感點。
結語
焚燒廠要做好大氣環境影響評價,首先要確定污染源及污染因子,運用正確的監測方式,提出正確的治理手段和措施,建立科學可靠的環境管理監測體系,完善環境監測管理制度。
摘 要:隨著我國經濟的發展,人們生活水平不斷提高,但是發展的同時也產生嚴重的環境破壞,導致城市環境污染嚴重,為了提供環境質量,大氣環境監測質量的提升十分重要。本文主要介紹了我國大氣環境監測工作存在的問題,并提出應對措施,以供參考。
關鍵詞:大氣環境;監測;問題;對策
環境監測工作為環境管理工作提供支持,并為經濟建設提供服務。目前我國大氣環境監測工作還存在一定的不足,為了更好的發揮其作用,需要對大氣環境監測質量進行研究,提出提高大氣環境監測質量的措施,意義是重大。
1 大氣環境監測概述
大氣環境監測工作十分復雜。大氣環境監測主要內容有:質量策劃、控制、保證和監督等。大氣環境監測過程中,需要按照嚴格的操作規程進行操作,并在一定監督管理下作好各項工作。大氣環境監測工作需要提供準確、完整的監測數據。環境質量控制是指為了提升監測質量,對監測過程中各項技術進行控制。
2 我國大氣環境監測存在的主要問題
2.1 不重視現場監測管理
質量控制的基礎是現場監測,有些監測機構缺乏對現場監測工作重要性的認識,在監測過程中缺乏必要的現場管理。一是對于大氣環境監測點的設置和采樣這兩個步驟需要嚴格按照相關的標準和規程進行,但具體操作時受到環境和地理位置的影響,現場監測人員并未很好落實;二是測試方法不夠科學,例如在煙氣測試時,由于煙氣受到煙道負壓影響,測試結果與實際情況有一定的偏差。
2.2 質量控制體系不完善
環境監測機構建立了環境質量監測管理組織,配備相關的技術人員,發揮質量控制的作用,但是目前的質量控制工作還較為局限,只是在實驗室中進行。此外,質量控制工作沒有將全過程管理都應用到環境監測工作中,質控工作的局限性顯露無疑。
2.3 缺乏完善的質量控制手段
目前我國大氣環境監測質量控制手段較少,仍以平行樣測試、數據對比等手段為主,沒有將系統性的評價引入到監測工作中來;同時,隨著科學技術的發展,新型監測技術不斷出現,如自動空氣在線監測系統等,但其控制標準并為隨之確立。
2.4 監測網絡建設不足
目前我國環境監測網絡建設在穩步的進行中,但是整體上還較為緩慢,主要存在的問題是監測數據存在重疊現象,這極大的降低了工作效率,造成數據的浪費。
2.5 環境監測人員綜合能力差
在大氣環境監測中,監測人員是最重要的,但在具體監測過程中,監測人員的綜合能力不足,對大氣環境監測工作產生一定的影響。主要表現為以下幾點:一是監測人員的專業知識水平較低,業務操作能力不足;二是對人員的培訓缺乏,環境監測人員參加培訓太少,導致操作技術掌握不到位;三是監測工作較為特殊,人員的流動性小,缺乏高技術人才的引入,導致新技術和新理論應用效果較差。
3 提高大氣環境監測質量的措施
3.1 完善環境質量管理機制
環境監測機構需要嚴格遵守相關的法律法規和規章制度要求,建立和完善環境質量管理機制。一是建立組織管理機構,保證人員配置和物質;二是制定嚴格的管理制定,開展評價與審核工作,對不符合要求的需要及時糾正,對可能發生的問題需提前預防;三是加強質量管理體系建設,使其貫穿于全過程,并編制完善的規章制度和質量控制手冊。四是質量控制部門在做好實驗室質量控制工作的基礎上,還需要組織參與能力的驗證、協作定值等工作,對于在工作中發現的問題,需要及時處理,避免以后不再發生。
3.2 先進監測手段的應用
隨著科學技術發展的加快,新型大氣環境監測技術也不斷發展,環境監測機構應在實際工作中大力應用先進的監測手段,更好的進行大氣環境監測工作。同時先進的監測技術手段需要制定嚴格的標定與啟動制度,對數據的分析應科學合理,提高監測系統整體性能的評價。
3.3 提升監測人員綜合能力
監測人員是大氣環境監測工作的一部分,作用十分重要,因此,監測人員的綜合素質是需要加強的,這對環境質量控制水平有一定的促進作用,首先通過技能培訓等模式來提升監測人員的理論知識和操作技能;其次強化職業教育,讓監測人員明白自身工作的重要性,進而樹立正確的工作態度,細心的工作作風,加強監測人員對工作的認同感和責任感,提升服務意識;最后是建立監測人員考評體系和獎勵機制,在工作過程中對監測人員要進行嚴格要求,并鼓勵監測人員的創新和研究,在取得一定成績后,應適當采取獎勵措施,激發監測人員技術水平的提升,增強監測分析綜合水平。
3.4 加大實驗室質量控制管理
實驗室質量控制管理在大氣環境監測中十分重要,因此需要強化實驗室質量控制管理工作的規范化。一是實驗室環境管理按照規范實行,實驗室布局應科學合理,避免發生互相干擾,設備齊全,如對毒性較大的氣體進行試驗時,需要在專門通風環境下操作,避免監測人員的人身健康受到損害,藥品和試劑應有專門的儲藏位置;二是實驗儀器設備管理需要規范,實驗室內的各個儀器表面會貼上固定的標簽;三是實驗操作的規范化,引用某種方法,實現對精密度的準確考核。
4 結語
大氣環境污染問題是全球化的嚴重問題,大氣污染也是城市污染中較為嚴重的污染。因此,需要加強大氣環境監測,處理好大氣污染問題,保證居民的人身健康和良好的生活環境。
作者簡介:高海臣(1983-),男,本科,工程師,主要從事環境監測工作。
摘 要:隨著阜康經濟的快速發展,阜康市大氣污染程度日益加重,改善阜康環境質量成為廣大市民普遍關注和函待解決的問題,本文以阜康市大氣環境質量監測數據資料為依據,對阜康市大氣環境質量狀況及3項大氣污染物變化趨勢進行調查統計分析,結果表明:阜康市大氣污染物中 PM10 濃度、SO2濃度、NOX 濃度都呈逐年上升趨勢。PM10 濃度在冬春兩季明顯高于夏秋兩季,為防止阜康市空氣質量變劣,需要采取積極有效的預防措施。最后,論文分析了造成阜康市大氣污染的主要原因,同時針對阜康市大氣污染存在的主要問題,從工業布局,環境準入、機動車尾氣控制等方面提出了相應的大氣污染防治對策。
關鍵詞:阜康市;大氣環境質量;分析評價;防治對策
一、影響阜康市大氣環境質量的因素分析
(1)氣象因素
a.地理位置的影響:阜康市位于天山東段,境內沙漠廣泛分布,地形呈南北長條狀,由東南向西北傾斜,地貌總輪廓由南向北分為山地、平原、沙漠三大部分。阜康市共有土地面積86.28萬hm2,其中山區18.15萬hm2,占總面積的21%;平原22.61萬hm2,占26.2%;沙漠45.52萬hm2,占53.8%。但因存在著山地、平原、沙漠的巨大差異,氣候也各不相同。在高山區,年平均氣溫1.9℃以下,平原區年平均氣溫7.4℃,沙漠區年平均氣溫5.9℃。阜康三面環山,中間為盆地,由于受地形因素的影響,阜康空氣中的污染物不容易擴散。
b.大風的影響:山區常年盛行東南風、西北風,平均風速2.9m/s。平原區以西風、偏西風為主,年均風速2.4m/s。春季是阜康的風季,加上干旱半干旱的自然景觀,當風速大于5米/秒時。易形成風沙天氣,伴隨沙塵暴、揚沙和浮沉天氣,大風的出現已成為阜康沙塵污染天氣到來的先兆。
(2)機動車尾氣排放污染影響
我市的空氣污染物主要來自燃煤、揚塵和汽車尾氣等。污染物主要有可吸入顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氫化合物等,還有少量的烴類及鉛等。從監測結果分析,阜康市2011年空氣質量劣于2010年,污染物濃度都有增長的趨勢,其中NO2濃度增加幅度最快,為42.1%。而NO2濃度增漲的主要原因之一就是機動車尾氣排放量的增加。因為機動車排放主要污染物為氮氧化物、一氧化碳和碳氫化合物。根據類比數據表明,機動車排放氮氧化物比例占城市總氮氧化物排放污染的40.1%。隨著經濟的快速發展,我市機動車保有量迅速增長。根據市交警大隊調查統計數據表明,2010年我市機動車保有量為23969輛,2011年增加到28519輛,預計到2015年將增加到44500輛,年均增長幅度近16%,機動車排放的主要污染物氮氧化物、碳氫化合物,雖然不是我市的首要污染物,卻對大氣污染起到惡化及催化作用。地理條件,氣象因素,機動車保有量的迅速增加,使我市環境空氣污染從煤煙型向煤煙和機動車混合型污染轉變。
二、大氣環境質量存在的主要問題
1.污染持續減排的壓力進一步加大隨著我市經濟的跨越式發展和新型工業化、農牧業現代化、新型城鎮化加速,污染物的排放也將大幅度地增加。經測算,“十二五”期間,全市主要污染物新增量分別為COD417.012噸、二氧化硫4910.96噸、氨氮102.577噸、氮氧化物4045.575噸,污染減排將面臨嚴峻的挑戰和巨大的壓力。
2.改善環境質量的壓力進一步加大:隨著阜康市工業園區入駐企業的不斷增多,我市的大氣環境質量面臨新的嚴峻挑戰;另外,我市新型城鎮化進程的加快發展,機動車尾氣污染又成為影響我市大氣環境質量的主要因素之一。
三、綜合防治對策
1.提升園區現代化管理水平通過專業化團隊管理園區,實現專業招商、集成運營、綜合服務,大力推進研發工作和技術引進工作,經由深加工,延伸產業鏈和循環鏈,注重高效節能、先進環保、循環利用等理念,以新能源煤焦油制清潔燃料油項目為引領,以電子鋁箔和金屬硅新型材料等高新技術領域為突破口,主攻煤層氣綜合利用、煤化工及下游精細化工,加快新型材料、新型能源等項目的建設。
2.做好功能分區,實施區別管理:阜康市要做好空間規劃工作。根據資源環境承載能力、現有開發密度和發展潛力,以及在區域分工中的位置,統籌考慮未來阜康市的人口分布、經濟布局、土地利用和城鎮化格局,將區域土地空間劃分為優化開發、重點開發、限制開發和禁止開發4類主體功能區,形成合理空間開發結構。
3.發展循環經濟:把發展循環經濟和清潔生產審核作為規劃和建設項目環評審批的重要內容加快推行,在我市經濟社會發展中,形成三個層面上的循環:---企業內部的小循環循環;---企業之間的中循環循環;縣市、園區之間的大循環,將污染物循環利用。
4.堅持依法行政,強化環境監管:認真貫徹實施《環境影響評價法》,嚴格執行建設項目環境影響評價與“三同時”制度,對不符合環保法律法規、國家產業政策、環境標準和清潔生產要求的項目一律不審批;嚴格實行污染物總量控制措施,加強工業園區的環境管理,大力開展污染源限期治理和“三同時”執行情況檢查,確保從源頭上控制污染。從根本上改變有法不依、執法不嚴、監管不到位的狀況。
5.強化工業煙粉塵治理,大力削減顆粒物排放深化火電行業煙塵治理。燃煤機組必須配套高效除塵設施。一般控制區按照30毫克/立方米標準,重點控制區按照20毫克/立方米標準。強化水泥行業粉塵治理。水泥窯及窯磨一體機除塵設施全部改造為袋式除塵器。水泥企業破碎機、磨機、包裝機、烘干機、烘干磨、煤磨機、冷卻機、水泥倉及其它通風設備需采用高效除塵器,確保顆粒物排放穩定達標。加強堆場、料場等揚塵治理。督促企業實施料場、堆場揚塵綜合治理,不斷推進電廠采取密閉煤倉、密閉帶式煤炭輸送方式和企業各類料堆、渣堆、灰堆、輸送廊道采用密閉料倉貯存。
摘要:指出了城市工業化的快速發展造成大氣環境質量狀況日漸下降,對此我國應將放在經濟發展上的戰略目光轉移到大氣環境保護上,加強對影響大氣環境質量的主要對象的監測,提出了大氣環境污染監測并基于可持續發展角度應采取的大氣環境保護對策。
關鍵詞:大氣環境;污染;監測;保護
1引言
隨著工業化和城市化進程的加快,大氣環境現狀越發令人堪憂,這樣的發展現狀同科學發展觀的理念背道而馳。為了符合可持續發展觀的要求以及改善人們的生活環境,對大氣污染進行環境監測以及采取必要措施應對大氣污染迫在眉睫。本文在此背景下,論述了大氣環境污染監測的主要對象,并針對大氣環境污染問題提出了幾點大氣環境保護措施。
2大氣環境污染監測的主要對象
2.1顆粒物質的監測
顆粒狀物質是大氣污染物中的重要組成部分,由于顆粒狀物質種類多種多樣,構成成分相對復雜,且具有多邊形的特點,能夠對大氣環境造成一定危害。部分顆粒狀物質本身便是有毒物質,可以直接對人體造成傷害,而一些顆粒狀物質則可以與大氣中傳播載體、催化劑或者其它物質發生化學反應或物理反應,從而產生一些有毒物質。另外,還有些有毒顆粒狀物質會與大氣中的其它物質之間發生碰撞,導致毒性更重的其它物質釋放,嚴重污染大氣環境[1],所以對大氣中顆粒狀物質進行監測具有重要意義。大氣環境污染檢測的重點內容包括懸浮顆粒物和可吸入顆粒物的濃度、粒度分布、降塵量及化學組分。
2.2二氧化硫的監測
造成大氣環境污染的重要來源還有各種硫化物,主要包括硫酸、硫化氫、硫酸鹽、二氧化硫及三氧化硫等,這些物質同樣可以導致大氣環境發生嚴重污染。硫化物的產生來源主要是一些化石燃料或煤炭物質的燃燒過程,另外在硫礦石冶煉過程或者一些化工產品生產中還可能會排放出很多廢氣,進一步加重大氣環境污染。在所有含硫物質中,若說對大氣環境污染最重的物質,當屬二氧化硫莫屬,其特點便是分布廣泛,影響嚴重,危害較大,因而在對大氣環境含硫物質監測中最主要的監測物質便是二氧化硫。
2.3氮氧化物的監測
在對大氣環境污染監測中還有一個重要內容便是氮氧化物,氮氧化物的主要來源是汽車尾氣。當前,由于我國社會經濟水平的不斷提升,私家車的數量日益攀升,汽車尾氣的排放量也越來越多,對大氣環境造成一定威脅。除了汽車尾氣是氮氧化物的主要來源之外,一些化肥廠在化肥生產過程中釋放的廢氣中也含有氮氧化物,另外化石燃料在高溫情況下產生的廢氣中也伴隨有較多的氮氧化物。
3大氣環境污染保護對策
3.1重視環保宣傳,落實環境法規
環保部門要想加強大氣環境保護,首先應重視環保宣傳工作,提升全民環保意識,借助全社會力量來進行大氣環境保護[2]。此外,相關部門還應重點加強對生產企業的環保宣傳,提升企業環保意識,促使企業主動對自身生產技術和基礎設備進行創新,減少生產過程對大氣環境的污染,并且鼓勵企業加強對環保項目的投資。同時,政府及環保部門還需進一步落實大氣環境相關法律法規的實施,加強環保法律執法力度,針對存在的違反大氣環境保護法相關行為予以對應懲罰,并注意提升執法隊伍綜合素質,保證施法能夠落到實處。
3.2優化能源結構,提高使用效率
現階段我國能源類型主要是煤炭,其對大氣環境的危害是在燃燒過程中釋放大量的一氧化碳、二氧化硫以及一些顆粒狀物質和粉塵等。因此要想改善大氣污染問題,必須對我國現有能源結構進行優化。大力開發并使用清潔太陽能、風能等清潔能源,同時用天然氣等能源代替煤炭能源,減少煤炭燃燒造成的大氣環境污染。結合我國當前國情來看,煤炭仍舊是我國能源結構的主要部分,這一現狀在短期內不會發生較大改變,相關研究數據顯示,煤炭能源的平均使用效率只有30 %,還有很大提升空間。所以在大力開發其它能源基礎上還應重點推廣洗煤選煤工業發展,減少煤炭燃燒過程中產生的廢氣污染。同時,減少大氣污染的另一項重要措施便是對現有能源使用基礎設備進行創新和改進。如工業鍋爐質量較低,能源燃燒率不高,而污染物排放量相對較高,因此應對鍋爐相關設備進行整改,借助先進技術提升鍋爐設備質量,提升能源使用效率,從而減少大氣污染排放量。
3.3調整工業布局,加強城市綠化
就我國當前工業布局形勢來看,還有很多地區存在布局不合理等問題,這也可能加重大氣環境污染。工業生產過程中產生的廢氣是造成大氣環境污染的重要來源,一些工業區設立在城市繁華區域內,或者坐落在城市商業區及居民住宅區,不僅會對大氣環境造成嚴重污染,還會在一定程度上影響居民正常生活,降低居民生活質量,且工業排放廢氣中還有較多有害物質,可能會對人體產生較大危害,甚至誘發癌癥[3]。還有一些工業區在建立時沒有考慮風向因素,將工業區建立在順風區域,工業廢氣順著風向吹到城區區域,對居民生活產生影響。所以,在工業區建設上需要注意合理布局,盡量將企業建立在城郊或較為偏遠的區域中。另外,城市還應適當加強綠化,這也是治理大氣環境污染的重要舉措之一。城市綠化面積越多,便能夠吸收更多大氣中的有害物質和粉塵。此外綠色植物還可以通過光合作用來減少大氣中二氧化碳含量,因此可以在工業區域內適當種植防護林,能夠對大氣中污染物質進行過濾,進而起到治理大氣污染、保護大氣環境的目的。
3.4規范排放標準,限制尾氣排放
當前,汽車尾氣對大氣環境的污染也越來越嚴重[4]。要想提高大氣環境污染治理,必須要針對城市汽車尾氣排放量進行明確規定,制定統一汽車尾氣排放標準,有效限制城市汽車尾氣排放量,從而減少汽車尾氣排放對大氣環境的污染。一方面,政府相關部門應針對城市汽車尾氣排放制定相關制度和標準,加強汽車尾氣排放的規范化和法制化管理;另一方面,還應從汽車生產廠家入手,對汽車尾氣排放進行管理,促使汽車生產企業改良尾氣排放處理技術,從源頭上對汽車尾氣進行控制。另外,交通部門還可以實施汽車限號行駛制度,定期限制單雙號汽車行駛,不僅可以解決交通擁堵問題,還能夠有效減少汽車尾氣排放。除此之外,政府還要加強對市民的環保教育,鼓勵人們采用電動車等清潔代步工具,或使用替代汽油燃料減少石油的消耗量,從生活的各方面來減少污染物排放量。
4結語
大氣環境污染問題與我們的日常生活密切相關,因而保護大氣環境對每個人來說都是必須要盡的責任和義務,必須要將大氣環境保護當作己任,正確認識到大氣環境保護的重要意義。此外,國家和政府相關部門也應進一步加強大氣環境污染監測和治理力度,針對大氣污染問題采取有效治理措施,同時加強環境保護宣傳,聯合社會各界及每位公民確保大氣環境保護能夠全面實施。
摘 要:我國農村的大氣環境污染主要存在于農村生產和生活廢棄物中。隨著政府對農業生產和農民生活的大力支持,農民的生活水平逐漸提高,但與此同時產生的農業廢棄物日益增加。因此重新認識對農村大氣環境保護的制度建設對改善農村生態環境質量具有十分重要的意義。本文從大氣環境的角度出發,分析目前我國的農村大氣污染產生原因,總結大氣環境保護的制度構建方案。
關鍵詞:農村;大氣環境保護;制度構建
一、前言
農村的大氣環境污染構成了農村生態環境的主要威脅。相較水土資源污染,大氣污染的高流動性和易攝入性,使其對人類的生產和生活造成了極大的危害。不僅僅是產生廢氣或有毒氣體的地區,對整個國家乃至世界都會有很大的影響。因此,從農村的現實條件出發,對大氣環境保護進行有效的制度建設。農業生產生活的廢棄物包括農作物的銷毀、農場養殖牲畜的排泄、農業加工廠的廢物排放以及農民生活廢棄物等等。這些廢棄物造成了農村的大氣污染,一部分是可以避免的,一部分是可以進行清潔之后再排放,因此做好農村大氣污染排放的制度構建是十分有必要的。
二、我國農村大氣環境概述
全國487個市(縣)的降水監測結果顯示,出現酸雨的城市達瀝5個,占上報城市數的54.4%,比上年增加4.1個百分點,酸雨污染較上年加重。近些年,我國農村的大氣污染占農村總污染排放量的比重逐漸上升,因此要降低這項比例,弄清大氣污染的排放源就顯得尤為重要。本文將這些污染的原因概括如下。
1.種植過程中的化工產品污染
目前農藥的使用保證了農作物的穩產高產,但不合理的使用農藥,也污染了環境,危害著人們的健康。化肥的使用,使土地的肥力下降,導致土壤大幅度板結。化肥氮素的使用極易浸透到石灰巖水層深處,污染水體。不在安全操作和嚴格規范下使用高毒、高效農藥,對農藥不能合理配制,或盲目混用多種農藥,這樣反復不合理使用農藥,使病害蟲抗藥性增強,致使蔬菜、水果的農藥污染加重,導致農產品中農藥的殘留超標,同時也導致生物的多樣性遭到破壞,影響到土壤的肥沃性,使土壤變得不宜種植。
2.農作物加工或銷毀后的排放污染
不少農村地區,尤其是北方農村用煤時間長、面積大、排放方式簡單,對空氣造成了比較大的污染;另外,由于秸稈自身的原因,如火力不足,以及隨著外出務工人員增加,秸稈使用量減少,加之缺乏能在短時間內大量消耗秸稈的經濟實用資源化技術,且產業化水平不高,出路不暢,越來越多的秸稈在田地里被燒掉,造成大氣污染。另外,由于畜禽糞便產生量大,利用率低,種植業與養殖業日益脫節,畜禽糞便堆積發酵,產生揮發性有機酸以及其他有毒有害物質,造成空氣中含氮量相對下降,污濁度升高,降低了空氣質量。
3.農民的生活污染
農村的生活垃圾排放十分紊亂,沒有正確的垃圾傾倒以及使用的思想觀念與意識,即便是在設有垃圾箱的條件下,也存在一部分落后地區隨處亂倒的現象;同時還存在居民亂用河水的狀況,導致河水的污染十分嚴重,間接影響了大氣的污染以及人們的生活質量。
三、我國農村大氣環境保護的制度構建
現階段,各級政府一定要將農村的生態文明保護與農村經濟發展兼顧起來,不能以犧牲環境為前提去發展經濟,關鍵在于建立創新的環境保護機制,構建適合當下農村生態保護的法律制度與政策,推動我國農村大氣環境保護向利好發展的新局面。
首先要控制污染物排放總量體系。提高資源、能源利用效率,推廣清潔生產制度及其相關管理和共性技術,倡導循環經濟,使得廢物產生量最小化,環保部門要督促有關部門將有關控制指標納入社會發展計劃中,并制定總量控制管理、監控辦法,做到增產不增污甚至增產減污,積極推行清潔生產。具體工作有:以區域治理為重點,帶動污染源治理;防止城市中一些企業把被淘汰的排污量很大的設備或落后的工藝轉讓給農村,堅決制止污染轉嫁;采取切實有效措施,遏制鄉鎮企業對環境的污染和破壞等。以秸稈的利用為例,可以通過秸稈綜合利用制度的實施防止秸稈燃燒帶來的空氣污染。
其次建立大氣環保補貼政策。農村進行大氣環保治理的過程中,國家是生態補償的組織者和強制推行者,通過國家強力對損失進行強制性分配,使損失分散化、分擔化。農村大氣環境生態補償制度的實施主要通過中央和地方財政轉移支付來實現。當然,歸根結底,補貼的本質就是資金的問題,因此,在補貼的同時還要考慮到投人不足是長期困擾環境保護工作的老大難問題。為了實現環保目標,必須廣開資金渠道,逐步建立全方位、多元化的投人機制。各級政府應該進一步擴大環境保護專項資金用于農村環境保護的比例,用于農村環境保護的財政預算和投資也應逐年增加,重點支持秸稈的利用、畜禽養殖污染治理、化肥、農藥的合理施用。除此以外,為耕地的保護性耕作提供資金補償,建立耕地保護性耕作補償制度,推進新型耕地技術的推廣應用,從而防治耕地裸露形成的沙塵污染。
最后要推進農業生態技術創新發展。創新是農村發展的本質,也是解決環境治理問題的源泉。離開創新技術談環保是一紙空文,因此要切實加強對環境科技的領導,并將其納入責任制中。要改革環保科研,將防治技術開發研究和轉化應用作為工作重心。積極營造有利于技術創新、發展高科技和實現產業化的政策環境,支持企業通過強化科研、生產、流通、專利交易等環節知識產權保護,維護自身權益。在加強激勵企業創新的同時也不能忽視對知識產權的保護,要建立知識產權激勵制度執行監測制度、構建科學合理的考核評估指標體系,完善知識產權激勵制度的匯報與通報制度,因此切實維護知識產權權益刻不容緩。
四、結束語
農村大氣環境污染已經成為一個社會各界專家熱議的話題,影響的不僅是農村的生態文明與生活質量,也會對城市以及周邊地區產生一定程度的環境危害。政府應該加強大氣環保的制度建設,從經濟、科技、生態的角度多方位綜合評價。針對污染物排放總量的控制、農村大氣環境保護的資金補貼以及農業生態科技的創新上加以管理、規范并進行實踐,才能推動農村大氣環境保護的有效發展。
作者簡介:姓名:布雪松,出生年月日:1988年9月10日,性別:女,民族:滿,籍貫:河北省承德市,學歷(學位):本科,專業:環境工程,畢業時間:2014年7月,畢業院校:河北科技大學。
摘 要:將PSR模型作為大氣環境質量綜合評價模的依據,從體現環境、社會、經濟是否協調發展的角度對許昌市2010年大氣環境質量現狀進行評價,從時間尺度上(2001―2010年)對許昌市大氣環境質量進行定量評估和動態趨勢分析。結果表明:2010年許昌市大氣環境質量處于較安全級別,2001―2010年大氣環境質量變化穩定且呈好轉趨勢。評價結果與實際情況相符。
關鍵詞:大氣環境質量 PSR模型 綜合指數法
大氣環境質量是城市環境質量綜合考核的重要組成部分,因此如何對大氣環境質量進行科學定量的評價成為人們關注的重點.目前,研究某地區大氣環境質量現狀的評價方法主要有污染指數法、層次分析法、模糊綜合評價法、灰色關聯分析法、屬性識別分析法等,這些方法各具特色,但它們無一例外地只考慮了根據監測結果對大氣環境質量現狀污染級別的評價,而忽略了社會、經濟、人口、資源等因素對大氣環境質量的影響評價。筆者認為,大氣環境質量綜合評價應不僅全面系統地反映出該地區大氣環境質量狀況,也應反映經濟、社會、環境是否協調發展,污染控制手段是否有效可行,從而判斷該地區大氣環境質量是否安全,進而對影響大氣環境質量的“危險要素”甄別篩查,為進一步改善地區大氣環境質量提供科學的理論依據。
基于以上考慮,文章將世界經濟合作和開發組織(OECD)與聯合國環境規劃署(UNEP)共同提出的PSR模型(Pressure-State-Response;壓力-狀態-響應)作為大氣環境質量綜合評價的依據,該模型考慮了人類活動對環境的壓力,自然資源質和量的變化,人們對這些變化的響應,采取的減少、預防和緩解自然環境不理想變化的措施[1]。許昌市位于河南省中部,是中原城市群優秀城市之一,文章以許昌市為例,初探大氣環境質量綜合評價模式,旨在對各中原經濟區大氣環境質量的綜合評價和判斷環境、社會、經濟是否協調可持續發展提供有益的借鑒。
1 評價模型
1.1 指標體系
依據壓力-狀態-響應概念模型建立指標體系[2](見表1),系統壓力指標表征人類活動、自然資源等對大氣環境造成的壓力與負荷;系統狀態指標表征大氣環境質量的狀況;系統響應指標表征人類對大氣環境問題所采取的對策、措施或效果。
參考值的確定依據:(1)已有國家標準,采用較優級別標準作為安全值,較劣級別標準作為臨界值。如C8、C9、C10均采用《環境空氣質量標準》(GB3095-1996)一級標準值作為安全值,二級標準值作為臨界值。(2)國家或地方的發展規劃目標和環境保護計劃目標。如C6、C7分別依據《河南省環境保護模范城市考核指標》標準值7.4和17.6作為臨界值,取其值的50%作為安全值;C15依據《河南省環境保護模范城市考核指標》標準值40%作為臨界值,取其2倍值的80%作為安全值。(3)零值法。如C12將酸雨發生率為0作為安全值,酸雨發生率為50%作為臨界值;如C12、C13分別將同比SO2和煙塵排放減少幅度為0作為臨界值,取同比SO2和煙塵排放減少幅度為20%安全值。(4)類比標準。參考國內外處于領先水平、國內或省內平均水平城市的現狀值做安全值,采用國際或國內公認的較劣值為臨界值。如C1和C4分別采用城市人口密度和人均擁有汽車量較大的城市(深圳、上海等)的值作為臨界值,采用部分人口密度和人均擁有汽車量較小的中小城市的平均值作為安全值;如C2、C3分別采取河南省單位GDP能耗和單位GDP電耗較大的城市均值作為臨界值,單位GDP能耗和單位GDP電耗較小的城市均值作為安全值;C16采取河南省廢氣治理投資占GDP比重較小的城市作為臨界值,廢氣治理投資占GDP比重較大的城市作為安全值。
1.2 數據規范化處理
用大氣環境質量綜合指數值表述評價對象現狀與安全狀態的符合程度和向目標接近的速度。該值越接近1,就越安全;該值越接近0,就越不安全。
2 結果現狀評價
許昌市大氣環境質量綜合指數及項目層、指標層評價結果分別見圖1、圖2。
從圖1可知,2010年河南省和許昌市大氣環境質量級別均為較安全,許昌市大氣環境綜合指數為0.6784,略高于河南省平均水平。從許昌市項目層評價結果來看,系統狀態> 系統壓力>系統響應。
從系統壓力來看,許昌市所受壓力小于全省平均水平,且處于安全級別。由圖2系統壓力各指標層數值可知:C1(城市人口密度)和C5(森林覆蓋率)劣于省均水平外,其余6項指標均優于省均水平且處于較安全級別以上,這說明許昌市單位GDP能耗、電耗、單位工業增加值SO2排放強度和煙塵排放強度等指標處于河南省前列,并未對系統造成較大的壓力。城市人口密度較大和森林覆蓋率低主要是由于許昌市土地面積較小,僅占全省土地面積的3.0%,珍貴的土地資源使大面積植樹造林不能成為現實,但從城市建成區綠化覆蓋率(38.9%)、人均公園綠地面積(8.13 m2)等指標均優于全省平均水平,這在很大程度上彌補了森林覆蓋率低的不足。
從系統狀態來看,許昌市優于全省平均水平。各指標層數值均優于省均水平,除C8(PM10年平均值)處于臨界安全級別外,其余均處于安全級別。主要是因為許昌市的能源結構仍以燃煤為主,屬于煤煙型污染。
從系統響應來看,許昌市略高于全省平均水平。但從指標層來看,C14(廢氣治理投資占GDP比重)幾乎為0,說明在廢氣治理投資方面還未引起足夠的重視。
3 趨勢分析
從圖3許昌市2001年至2010年大氣環境質量變化情況可以看出,大氣環境質量總體比較穩定且有所好轉,綜合指數維持在臨界安全與較安全之間,年際間表現出2001―2007年間變化不大,2008―2010年明顯好轉的變化規律。系統壓力和系統狀態較好,基本維持在較安全級別以上,但2007年系統狀態降至臨界安全,主要是由于該年度SO2和NO2年均值同時高于往年造成的。系統響應能力整體較弱,維持在不安全與臨界安全之間,這主要與廢氣治理投資占GDP比重偏小有關。系統壓力、系統狀態和系統響應年際間變化規律與綜合指數相似。
采用國家環保局《環境質量報告書編寫技術規定》(1991年)推薦的Daniel的spearman秩相關系數法對2001―2010年許昌市大氣環境質量狀況進行趨勢分析。取0.05為顯著性水平,趨勢評價結果見表4。
4 結語
2010年許昌市大氣環境質量級別為較安全,綜合指數、系統壓力、系統狀態和系統響應均高于全省平均水平。影響許昌市大氣環境質量的限制性因素主要為城市人口密度較大、森林覆蓋率較低和廢氣治理投資水平較低。從2001年至2010年大氣環境質量狀況變化呈一定的階段性,2001年至2007年變化不大,而近3年上升較快,綜合指數和系統狀態變化穩定,系統壓力和系統響應呈顯著好轉趨勢,說明許昌市在“十五”與“十一五”期間大氣環境質量與社會經濟發展基本協調。
摘 要 隨著改革開放的進行,我國的經濟水平不斷提高,同時環境污染問題也變得越來越嚴重,大氣環境是人類賴以生產的基礎,所以對大氣環境進行質量監測非常必要。本文通過對大氣環境監測以及監測的質量進行控制措施進行了詳細的闡述,為大氣環境的監測及監測質量的控制提供了有力的借鑒,同時為大氣環境的保護提供了數據支撐。
關鍵詞 大氣環境 監測 措施 探析
0引言
自然環境是人類生存的基礎,而人類為了提高自身的生存質量,不斷的對自然環境進行破壞,造成了嚴重的環境污染。近幾年,工業化和城鎮化的迅猛發展的同時,對自然環境的污染也越來越嚴重,而隨著人類經濟狀態和生活水平的提高,對自身的健康變得越來越重視,對大氣環境的污染也變得越來越關注,為了擁有更好的保護環境,提高人類的目前生存環境。本文通過對大氣環境監測的必要性,影響監測質量的因素以及提高大氣監測質量的措施進行了詳細的分析和論述,不僅為大氣環境監測提供有力的技術支撐,同時為大氣環境的監測質量控制提供了有效的參考借鑒。
1大氣環境監測及質量控制措施探析
1.1大氣環境監測的必要性分析
隨著我國經濟的迅猛發展,我國的工業化水平也越來越高,但伴隨著我國的城市化進程的不斷發展,對環境的污染也越來越嚴重,對人們的健康威脅也越來越大。目前,大氣污染已經引起了我國環境監測部門的高度重視,開始將大氣環境的質量監測作為一項重要的任務執行,相關人員對各個地區的大氣環境進行持續的監測和數據的收集,并對這些數據進行科學的實驗和分析,制定出我國的大氣環境監測實時報告,公布出來告誡人們大氣環境污染的嚴重性,還可以通過對大氣環境的監測,對環境的現狀及時了解,在一些污染事件出現時告知人們做好預防工作或盡可能不出行。由此可見,對大氣環境的有效監測可以有效的避免和解決大氣環境污染對人們的損害,并有利于提高大氣環境的質量。
1.2影響大氣環境監測質量的因素分析
影響大氣環境檢測結果的因素主要有三個:
(1)現場采樣。現場采樣可以分為設置監測點、采集樣品和保持樣品三道程序,這三道程序都會對大氣環境監測的結果造成影響,其中監測點設置的合理與否直接影響到最終結果的準確性和代表性,監測點通常要考慮到天氣情況、四周環境以及排污口的位置,一旦監測點設置不當,采集的樣本就會有較大的誤差,此外樣本的采集時間和頻率、氣象條件,樣品的運輸及保持都會對采樣的質量造成一定的影響。
(2)樣品分析。在樣品采集完成后,需要對樣本進行數據分析和測試,此時需要嚴格注意實驗儀器的精度、化學試劑的純度以及實驗環境,同時選擇合適的實驗方法,大氣中的污染物含量相對較低,以上因素會對實驗結果造成嚴重的影響,使實驗結果產生較大的偏差。
(3)人為因素。在任何工作中,人的因素都是第一位的,大氣環境監測工作對相關的技術人員要求非常嚴格,分析人員需要嚴格按照相應的規定和標準進行操作,否則結果的準確性就可想而知。目前,我國由于大氣環境問題導致大氣監測技術人員嚴重缺乏,尤其是專業的高精尖技術人才,再加上國家在大氣環境監測工作的投入資金較少,對監控體系內的人員也缺少系統的培訓體制,使相關監測人員的專業水平和職業素養無法提高,導致整體人員的綜合素質較低。此外,操作人員的技術水準及工作態度對監測結果也有較大的影響。
目前我國的大氣環境檢測沒有完整的質量控制體系,在實際操作過程中,由于資金缺乏,設備老舊,沒有及時更新,日常維護力度差,而且工作人員素質偏低,采樣的質量得不到保證,分析過程中存在大量誤差,最終導致數據偏差較大。
1.3大氣環境的監測質量控制措施探析
在大氣環境的監測質量控制中,要最終得到準確的大氣環境質量監測數據,首先要保證監測工作過程中的每一個環節都能得到有效的控制,而監測過程中的各個環節是由不同的人來完成的,而且有室外工作和室內工作,所以要完善大氣環境質量的監測,首先要建立一套完善的大氣環境監測質量體系和標準,這樣既可以保證監測工作過程中的采樣精確性和代表性,又可以使整個監測工作過程有完整的標準可以遵守和執行。
其次,要保證現場采樣工作的質量。現場采樣的樣品質量主要分為采樣代表性和采樣精確性,其中采樣代表性是指綜合考慮樣品的地理位置、采樣時間和周期,要結合當地的實際情況,做好規劃,從而最大程度的保證采樣的代表性;而采樣精確性是指樣本在收集過程中的質量精確,要將樣品分類整理好,做好樣本的管理和保存,并選擇專人進行監督,保證樣品的精確性,不可二次采集。此外,對于采集好的樣品進行加標、分類,并放到樣品存放器中進行嚴格管理和控制。
此外,提高監測人員的自身素質、理論水平和實際操作能力,也是提高監測質量的重要手段之一,提高監測人員的綜合素質和專業技能是減少數據誤差、保證數據準確性的重要手段,相關單位應該定期組織技術人員進行培訓,并進行理論知識和操作水平的考試,從而達到提高監測人員技術水平、操作能力和理論知識的目的。
2結論
隨著我國經濟的迅猛發展,工業水平飛速進步的同時也帶來嚴重的大氣環境破壞,對人們的生存環境和日常健康帶來了極大地威脅。本文通過理論研究和調研,對我國大氣環境監測的必要性進行了闡述,對目前大氣環境監測過程中的問題進行了詳細的論述,并根據這些問題提出了相應的解決措施,最后從全局出發,對目前我國大氣環境監測的網絡化和實時化進行了展望,為我國大氣環境監測的發展提供了有效的借鑒。
【摘 要】:隨著經濟轉型發展,我國的環境問題越來越突出。對于新疆烏魯木齊市而言,在“十三五”發展計劃大幕拉開之際,如何制定全新的戰略發展規劃,通過大氣污染治理,有效調整產能結構,這不僅是擺在每一個烏魯木齊市相關部門領導人員面前的一大問題,更是所有市民需要認真對待的現實問題。本文主要立足于我國新疆烏魯木齊市大氣環境污染治理這一研究視角,從而轉變當地能源結構、改善空氣質量、提高市民的生活質量以及全市的綜合競爭力。
【關鍵詞】:烏魯木齊;大氣環境污染治理;能源結構;調整;策略
烏魯木齊市在新疆地區的發展水平近年來逐漸在顯著提升,在“十一五”發展期間,確立了“建設制造業中心與現代化國際貿易中心”的“雙中心”發展戰略,發展過程所取得的成績有目共睹。但是,隨著經濟水平日益提高,當地能源結構逐漸凸顯出一定的問題。因此,近幾年來,烏魯木齊市的空氣質量形勢十分嚴峻。對于現代化的發展要求而言,該地區必須突破原有的粗放型發展模式,只有通過調整產能結構,促進產業技術結構的優化升級,才能處理好當地的經濟發展與資源、社會之間的關系。
1.烏魯木齊市大氣環境污染因素分析
1.1烏魯木齊市大氣環境污染中的地理、氣象因素
從某種意義上而言,新疆烏魯木齊市特殊的地理位置以及氣象因素是導致當地大氣環境污染的重要因素之一。由于烏魯木齊市深居我國的內陸地區,因此氣候條件相對較差,不僅距離海洋較遠,而且三面環山,整個城市伴低洼河谷而興建。因此,生態環境相對于我國氣候條件較好的沿海城市而言較為脆弱;再加上新疆烏魯木齊市全年干旱少雨、晝夜溫差大、年降水量以及年蒸發量只有262.4mm和2221.4mm,因此常年極端氣候導致當地的采暖有效期僅為180多天。受特殊地理位置因素以及氣候條件因素的影響,烏魯木齊市的城市空氣自凈能力不強;再加上當地植被覆蓋率較低,因此環境承載量十分有限。在一些大風以及大霧和靜風、逆溫等不良條件下,城市生活以及生產污染物無法及時化解,因此導致嚴重的空氣污染現象出現。
1.2烏魯木齊市大氣環境污染中的人口因素
通過烏魯木齊市的行政區劃可以看出,當地現行行政區劃面積達1.4萬平方千米,而大多數行政區位都屬于丘陵區以及山地區和戈壁區及耕地區等。所以,從整個行政布局中可以發現,烏魯木齊市的總體發展規劃具有“小郊區”以及“大城市”的特點,在260萬平方千米的城市建成區中集中居住著約90%以上的人口。在烏魯木齊市的新市區以及天山區和水磨溝區及沙依巴克區等大中心城區,主要分布著80%以上的人口。因此,不合理的行政區劃導致該地區單位面積人口密度過大,甚至超過了內地部分大城市的人口密度。比如,在烏魯木齊市的天山地區每平方千米的面積集中分布著大約4-5萬的人口。所以,從這一人口分布形勢來看,其已經遠遠高于我國特大城市上海黃浦區的人口分布最大密度值[1],所以綜合新疆烏魯木齊市居住密度過大這一嚴峻形式來看,嚴重導致當地能源高消耗、低產出、污染物排放不合理,從而顯著加重了當地的生態環境污染。
2.大氣環境污染治理視角下烏魯木齊市能源結構調整策略分析
2.1加快發展熱電聯產,提高能源利用率
在烏魯木齊市能源結構調整過程中,由于熱源點為熱電廠供熱機組,因此需要采用清潔能源燃燒技術以及除塵設備,使能源在燃燒與應用過程中,確保除塵與除硫同步進行。實踐證明,通過熱電聯產替代供熱區域內小鍋爐后,能源實際綜合利用效率可以提高25.7%,二氧化硫的去除率為93.5%,二氧化氮的去除率為39.9%,煙塵的實際去除率為98.4%。因此,從這些數據中可以看出,通過能源結構的優化調整,新疆烏魯木齊市的脫硫效率高達99.8%,熱電聯產供熱與傳統集中供熱技術相比,有效提高了能源的綜合利用效率[2],大大減少了污染物的排放。
2.2加大天然氣利用,優化傳統能源結構
在此治理環節中,烏魯木齊市要繼續加快建設和完善當地的天然氣管網體系,從而使天然氣覆蓋到城市中心區各個居民區。在城市中心的水磨溝區以及天山區等地區,要不斷推廣和使用管道天然氣以及瓶裝液化石油氣。而在烏魯木齊市的達坂城等郊區,也要逐步推廣和應用干柴或者其它燃料;對于不能全面覆蓋熱電聯產管網的地區,應該重點加強使用電力或者天然氣等清潔能源,解決市民的供暖問題。在此過程中,需要不斷擴大天然氣的使用范圍,在政府的大力倡導下以及市民的積極支持下、企業的參與下,對天然氣管道進行綜合治理,依法打擊或者堅決取締一些工業以及民用污染排放點。
2.3積極推進新能源和可再生能源開發
新的環境治理政策下,國家倡導新能源的開發與利用。新疆烏魯木齊市也不例外,更應該在市委、市政府的帶領下,通過資金以及技術投入,綜合開發和利用風能、太陽能、水能、生物能等新型可再生能源;從而通過清潔、永續性的能源逐漸取代傳統污染量大以及耗能高的一次能源,實現能源結構的優化升級。烏魯木齊市必須本著“節約、高效、環保”的綜合開發利用原則,加快風能以及太陽能和地熱能等可再生能源的的開發步伐[3],要借鑒國、內外新能源開發、利用的綜合實踐經驗;政府通過減免或出臺相關的稅收優惠政策,積極鼓勵企業或者個人團體保護環境,一同促進新能源的開發與利用。
結束語
綜上所述,導致烏魯木齊市大氣環境污染的主要因素就是能源結構不合理。因此,該地區在今后的發展過程中,應該認清現實,在現有經濟發展思路基礎上,通過結合我國的最新環境保護政策,因地制宜調整能源結構。通過天然氣以及電力、風能、太陽能等新型清潔能源,逐漸取代傳統的能源,進一步改善當地的空氣質量。但是,能源結構調整是一個不斷持續化的動態過程,因此市委、市政府要有非凡的勇氣和強有力的決心,聯合社會生產企業、市民一同參與到新疆烏魯木齊市的環境污染治理中,有效優化資源配置,不斷調整不合理的產能結構,還市民一個清潔的藍天。
【摘要】大氣污染不僅關系到生態環境污染問題,還直接對城市居民的生活質量、健康水平造成極其嚴重的影響。因此,如何治理與預防日益嚴重的大氣污染現象成為環保部門及眾多專家學者亟需解決的問題。
【關鍵詞】大氣環境;污染;質量保護
引言
現在城市中的大氣污染問題越來越嚴重,已經嚴重威脅到人們的生活和身體健康。而所謂的大氣污染就是在大氣的一定范圍內,出現了大氣中本身沒有的微粒物質,使得大氣中的元素遭到了破壞,空氣的質量下降,對人體和各種生物都造成了一定的影響的一種現象。而要想解決這種問題,就需要采取有效的保護策略,對城市大氣污染問題進行全面、科學的處理,從而保障城市大氣環境的平衡,為人們提供良好的生活環境。
一、大氣環境質量的特征
1、大氣環境質量的區域性特征
據信息統計,我國各主要城市的大氣質量濃度PM10值較大,出現局部性污染,各城市間的局部地區污染相互影響,從而形成區域性污染的特征。全國有兩個大污染區,一個是東北地區,另一個是長江中下游地區。
2、大氣環境質量的過程性特征
根據環境監測的數據顯示,大氣環境質量具有過程性特征。優良的大氣環境可以持續幾天,污染的大氣環境也可以持續幾天。由于我國地面是一個移動很慢的大氣形勢,在大氣環境持續的這段期間,大氣環境變化較少。
二、導致城市大氣環境污染的主要原因
1、二氧化硫排放污染
隨著人們生活水平不斷提高,人們對煤炭的需求量不斷增加,從1990年到2006年,煤炭消耗量從12億噸增加到24億噸,二氧化硫排放總量隨著煤炭消耗量的增長而加劇。各類二氧化硫排放中,工業鍋爐廠和電廠排放量占大部分比重,是二氧化硫的排放大戶。到2008年,由于環境保護措施和新能源的開發,二氧化硫的排放量減少了5%,工業二氧化硫每年的排放量比上一年減少6%。但生活中的二氧化硫排放量隨著煤炭消耗量逐步增加,比如,眉縣大氣中的二氧化硫濃度在冬季比較高,3到10月份比較低,這是由于季節的變化影響著人們對煤炭的需求,進而影響到煤炭的消耗量
2、汽車尾氣排放的污染
城市大氣污染的另一主要原因式車輛。相比于發達國家,我國的車輛占有率遠低于發達國家,車輛的占有率也隨著經濟的發展而呈現出上升的態勢,人們行車所產生的廢物已成為城市大氣污染的一個主要原因。汽車在行駛中所釋放的有害氣體對空氣造成了十分嚴重的污染,并且,一些常見的有毒氣體,例如:氮氧化物、碳氫化合物、一氧化碳等氣體物質,同樣也會傷害到人體健康。而導致這一問題引發的主要原因是由于,每人平均使用的道路面積較小,再加上城市交通建設水平較差,無法滿足現代社會對公路行使的需求,導致車輛排放污染問題一直都沒有得到有效的解決。
3、顆粒物污染
我國為了解決顆粒物污染問題,通過開展煙控區建設、加強工業結構的調整力度、加強工業粉塵治理、城市集中供熱等措施來治理。通過一系列的有效措施,大氣環境質量有所好轉,但全國仍有很多城市的大氣環境質量未達到國家標準,51個城市的PM10值濃度已經超過國家標準。從地區特征來看,顆粒物比較嚴重的地區主要集中在華北、西北地區,其中山西、河南、甘肅、新疆等省市地區的顆粒物污染情況比較嚴重,北方地區比南方地區的顆粒物污染嚴重。
4、生活污染
眾所周知,一般在城市中生活,需要燃燒燃料的情況并不多見,但是,只有存在少量的燃料燃燒,就會對大氣造成很大的污染,而這主要是因為人們大量使用一些化學產品,例如:空調、特殊清洗劑、冰箱等等,這些在人們日常生活中十分常見的家用電器,其本身存在著較強的氟氯烴化學性質,一旦氣體揮發到空氣中,就會停留較久的時間,致使臭氧層遭受破壞,最終引發了溫室效應。
二、城市大氣環境質量的保護方法
1、加強對工業布局的管理
在當前大部分城市規劃中,普遍存在商業用地、居民住地、工業建設等布局混亂的情況,并沒對對其具體功能進行明確的劃分。而筆者通過多年的工作經驗認為,應該對工業布局進行重新全面的調整,將工業區域和其他行業區域之間隔離起來,并對目前產生的污染源進行合理有效的控制,充分掌握大氣污染中主要存在的污染種類和排放量,加大對新型節約能源的應用,同時對各大企業的污染排放率進行嚴格的監督管理,確保達到規定的達標率。其次,還可以通過利用招商引資的辦法,在招商引資的過程中,將工業廢氣排放標準作為重點生產目標,嚴禁使用燃煤設施,或是高耗能設施,從而減少有毒氣體的排放,影響大氣質量。最后,應該切實認識到環境保護的重要性,加大建設清潔能源工程,設置無煤區域,大力宣傳推廣天然氣等節能型能源的應用。
2、優化城市公共交通
從城市規劃的角度講,對城市片區的設計應該更為合理,更有效的引導和驅動城市發展。對于城市公共交通體系應該更加重視,地鐵和高架軌道交通應該與城市片區規劃同步進行,甚至早于城市片區規劃。但是考慮到地鐵和軌道交通的建設投資缺口問題,應在前期城市規劃中給予相應的地面及地下預留空間,并且通過規劃手段有效保護預留空間。但是當前我國大部分城市都是城市發展到了相當成熟的階段才開始規劃建設地鐵和地上軌道交通,如此建設出現了眾多拆遷問題同時也增加了大量的人力和資金投入,而且對于城市景觀的破壞極為嚴重。
3、控制汽車尾氣的排放量
相關部門要按照汽車污染物的排放標準,嚴格執行出租車、機動車、公交車的上戶標準,上戶標準要明確規定汽車尾氣的排放量,并鼓勵車主使用清潔能源;同時,汽車監管部門要定期檢查柴油、汽油、天然氣的質量,推廣車主使用CNG等清潔燃料,最大限度上控制汽車尾氣的排放量。比如,寧波對黃標車實行區域限行制度,寧波在2015年淘汰了4萬輛黃標車,建成了覆蓋全市的機動車排氣監管體系和檢測體系,全面實行了機動車排氣污染和安全技術同步檢測。
4、提高城市的綠化覆蓋率
首先,需要對城市的綠化面積進行科學、合理的增加。盡可能的加大綠化植被的覆蓋率,政府要積極的起到帶頭作用,開展植樹造林活動,利用綠色植物來吸收大氣中的有害物質,從而達到凈化空氣的目的。相關的環境保護部門要積極的開展大氣環境保護宣傳工作,以電臺廣播或者是發放條幅的方式,來提高城市居民的大氣環境保護意識,從而使得人人都能夠參與到大氣環境保護中來。對居民區以及街道附近都要進行合理的綠化建設,在建筑的建設上,盡可能的采用綠色環保的材料,這樣可以有效減少大氣污染。全民積極的參與到綠化建設上來,提高城市的綠化覆蓋面積,改善大氣環境質量,從而提高城市人們生活的舒適度。
結語
在全球經濟一體化的情況下,環境保護已成為國際性話題,受到世界各國的重視,而大氣環境則是環境保護工作中的重要組成部分,必須提高大氣環境保護工作的有效性。就目前而已言,我國大氣污染狀況還未得到有效的改善,大氣環境質量還未達到標準要求,有待進一步解決。在解決大氣環境污染問題的時候,要根據大氣污染的實際狀況和特點來采取具有針對性的措施加以解決,充分發揮國家所頒布的相關政策的作用,貫徹落實相關制度,遵循相應的法律法規,以保障我國大氣環境保護工作的質量,降低大氣污染所帶來的危害。要強化人們的環境保護意識,用清潔能源來代替會產生有毒有害物質的能源,從而為人們的生活環境質量提供保障。
【摘 要】進入20世紀以來,工業革命的快速發展,使得經濟水平有了很大的提升,工業化成為很多國家快速發展的有效途徑,但工業發展為人類創造財富的時候,也犧牲了環境,人類社會面臨的環境問題越來越嚴重,整個地球的環境質量也變得越來越糟糕。大氣污染是影響百姓生活的一個重要原因,隨著近年來人們的生產生活活動加劇,大氣污染現象也越來越嚴重。本文對當前大氣污染情況進行分析,并且提出相應的防治辦法,旨在減輕大氣污染程度。
【關鍵詞】大氣污染 污染情況 防治方法 對策
大氣污染對人類的健康帶來很大影響,我國作為一個發展中國家,在傳統的生產經營模式下,經濟水平有了一定的提升,但同時也面臨了與其他國家一樣的問題,即環境污染越來越嚴重,比如我國的霧霾,使得很多人生病,大氣污染作為主要的環境問題之一,需要在經濟建設過程中加以控制,使得經濟和環境能夠獲得雙豐收。
1我國大氣污染情況
空氣是人類以及其他的一切生物一刻都不能夠缺少的生存條件,人類一旦離開了空氣是不可能存活的,但是由于大氣環境的污染,讓我們越來越對未來擔心,長期在受污染的環境中生存,呼吸的是充滿了顆粒物、粉塵以及有害氣體的空氣,對生活以及健康帶來的危害越來越嚴重。我國的很多地級及以上城市(含部分地、州、盟所在地和省轄市)中,環境空氣質量達標城市的比例在逐年下降,很多地級及以上城市環境空氣中可吸入顆粒物年均濃度逐年上升,地級及以上城市環境空氣中二氧化硫年均濃度也在逐漸上升。在全球的大氣監測中,參與評比的北京、上海、西安、沈陽、廣州五個城市,在全球污染最嚴重的城市中,名列前10位,在我國,這五個城市的大氣污染固然嚴重,但比這五個城市更嚴重的城市也存在,這表明我國城市的大氣污染現象十分嚴重。比如北京的霧霾,是很多人討論的熱門話題,霧霾現象首先會對百姓的生活產生影響,對此,我國也積極加強了對大氣污染的控制,國務院制定了相應的防治措施,規劃范圍為京津冀、長三角、珠三角等13個重點區域,明確提出相應的大氣污染防治策略,對空氣中PM10、SO2、NO2、PM2.5的平均濃度提出了要求和目標,增強了區域大氣環境管理合力。對于構建美麗中國以及改善大氣環境質量有十分重要的意義。
2大氣污染來源
大氣的污染物的產生來源可以分成自然污染和人為污染兩類,其中最主要的就是人為污染,主要是由于人們在經濟生產活動中的各種生產活動對大氣造成的污染。第一,是工業污染源,工業生產過程中的廢氣很多,這些廢氣中往往都含有對人體健康有害的物質,比如二氧化碳、二氧化硫等,都是工業廢氣中的主要成分,我國在經濟建設過程中有很多工廠,比如火電廠,鋼鐵廠等,在大力生產的時候,由于人們的環境保護意識不足,一味地進行經濟發展,因此向空氣中大量排放有害氣體,最終使得大氣環境質量受到破壞,對人體造成傷害。第二,交通工具產生的尾氣排放也對大氣產生影響。隨著人們的生活水平不斷提升,人們在日常生活中使用的交通工具也越來越多,比如汽車、火車、飛機等,這些交通工具最開始對尾氣排放的控制不足,排放的尾氣對大氣造成了十分嚴重的污染。盡管近年來人們開始重視環境保護工作,對交通工具的尾氣排放進行了控制,但是尾氣排放依舊是造成大氣污染的一個原因。第三,人類的生活活動所造成的大氣污染。除了工業生產,人們在日常生活中的一些活動也會對大氣造成污染,比如人們在燒火做飯、取暖的過程中,就會通過燃料的燃燒產生很多的煙氣,再比如人們在焚燒垃圾的時候,也會產生很多對空氣產生污染的氣體,隨即進入空氣中,使得空氣質量受到影響。第四,來自農業的污染,在農業活動中,人們為了提高農業產量,防止一些害蟲對農作物產生影響,因此會大量的使用農藥以及化肥等,而且有的農田還會產生甲烷,這些有害氣體也會進入大氣中,造成大氣的污染。第五,軍事或科學實驗污染源,為了提高國家的綜合實力,我國也在積極加強軍事研究,核試驗、原子彈爆炸、航天器的廢棄物及毀壞后的碎片垃圾等,都是在軍事以及科學研究過程中不可避免的廢棄物在,和諧廢棄物也會對大氣造成嚴重的污染,而且一旦形成了,很難清除,對人體會造成十分嚴重的傷害。
3大氣污染防治現狀和措施
3.1大氣污染防治現狀
3.1.1環境意識薄弱
大氣污染形成的一個重要原因是人為的,人為原因之所以會造成較大的危害,是因為人們的環保意識比較薄弱,長期注重經濟發展,對經濟的重視程度明顯高于對環境的重視程度,等到環境問題比較嚴重的時候才來加強保護,為時已晚。人們在經濟社會的發展過程中很多時候都只考慮近期的、局部的經濟發展需要,在制訂一些綜合的經濟政策、產業政策以及城市建設發展規劃中缺乏對保護大氣環境的考慮,造成大氣污染,對環境造成的危害也是無法挽回的。
3.1.2大氣污染防治的資金投入不足
大氣污染已經形成,在未來的發展過程中應該要加強對大氣污染的防治,從而降低大氣污染程度,使得人與自然依舊能夠實現和諧的可持續發展。但是當前在大氣污染的投入方面還存在問題,資金不足是一個嚴重的問題,我國想要從根本角度改變大氣污染,比如在推行清潔煤炭政策、改善能源結構的措施如煤炭洗選加工、型煤、燃煤脫硫、使用清潔能源等,但是在這些方面的投資力度還不夠,資金不足,導致一些設備的配備不足,最終導致大氣污染得不到有效地防治。
3.1.3執法不嚴,監督管理力度不夠
大氣污染的產生一方面是由于人們在經濟活動中的肆意破壞造成的,但同時,相關的執法部門也難辭其咎,環境監督管理部門應該要加強對這些行為的制止,一旦發現應該要及時叫停這些污染嚴重的企業,但是在實際的發展過程中,環境監督管理部門的執法力度不夠,也是導致大氣污染持續加重的一個重要原因。執法部門有時候并沒有真正發揮出監督的效應,對自己的職責不清楚,加上我國關于各類大氣污染源控制的相關措施的制定和實施時間較晚,因此使得大氣污染一直持續,并且還有加大的趨勢。
3.2大氣污染的防治措施
大氣污染現象一年比一年嚴重,全球很多國家都在積極加強對大氣污染的防治,針對我國的具體情況,可以從以下幾個方面著手。
(1)進行統籌規劃,合理布局。工業依舊是經濟發展的主導產業,一個國家的發展離不開工業,但是工業對環境的破壞是在所難免的,因此在未來的發展過程中應該要做好布局規劃,尤其是要對工業進行合理的布局,從而使得工業生產過程中能夠減少對大氣的污染。在布局工業時,應將工業生產均衡分布,不要將工業生產局限在一些大城市中,當前我國很多大城市的工業外遷就是進行大氣污染防治的一個有效措施,但需要注意的是,在進行工業外遷的時候,也應該要對遷入城市進行了解,從而做好工業與環境的統籌。
(2)提高人們的環保意識。人們在生產生活過程中往往也會產生很多的危害,因此提高人民的環保意識是進行大氣污染防治的有效途徑。在大氣污染防治以及環境保護的過程中,應該要加強全民宣傳,使得百姓能夠有更強烈的意識去進行環境保護,去進行污染的防治。比如當前很多人都選擇了節能減排的汽車,或者甚至摒棄汽車選擇公交車出行,這就是一種以自己的實際行動來保護環境的有效體現,加強對居民的環保意識的提升,可以使得大氣污染得到有效地防治。在全社會范圍內應該要營造一種良好的環保氛圍,要深入推進節能減排全民行動,動員全體成員都積極參與到保護大氣環境以及其他自然環境的活動中來,從自己日常生活中的細節著手,加強對各種污染的防治。比如引導消費者購買和使用節能綠色產品、節能省地型住宅,讓居民在日常生活中減少各種污染大氣的氣體的排放,倡導一種簡約適度、低碳環保的理念,反對奢侈浪費的行為。
(3)大力推進生態文明建設。生態文明建設是十八大提出的一個全新的概念,對于我國的生態環境的保護以及生態平衡的維持有十分重要的意義。在生態文明建設過程中,應該要加強推進生態文明建設的制度建議的研究,開展國家生態文明先行示范區建設,對各地的實際情況進行分析,結合當地的大氣污染與生態文明建設之間的關系,探索有針對性的治理模式。比如針對森林覆蓋率相對較低的地區,可以采取植樹造林,綠化環境的方式。綠色植物可以使大氣中的氧氣不斷更新,以此調節空氣成分,凈化大氣。因此在大氣污染的防治過程中,應該要加強植樹造林的力度,利用森林以及綠色植物對大氣的調節作用,使得大氣環境得到凈化,從而改變氣候條件,使得生態環境保持良好的循環。
(4)加強大氣污染防治過程中資金的投入。在大氣污染防治過程中,資金是各種防治策略有效推進的重要保障。我國應該要加強對這部分的投入,加強資金的整合。一方面,國家應該要積極加強對節能減排相關的各項研究的資金投入,比如節能型住宅技術的研究、節能減排汽車技術的研究等,這些都需要一定的資金作為支撐,國家要加強對這些新技術研究過程中的投入,從而使得各項技術研究能夠順利推進,并且今早投入使用,防止大氣污染持續加重。另一方面,應該要加強社會資金的整合,社會中的團體和組織應該要加強對大氣污染防治的投入,比如企業自身應該要具備一定的環保意識,對于一些產生污染比較嚴重的設備要進行更換,對于各種防污染的技術要進行引進,從而使得污染的防治能夠得到有效的控制,并且能夠提高企業的社會形象。
(5)加強對農業生產以及科研研究的控制。在農業生產以及各種科學研究過程中,對大氣也產生了嚴重的危害,對此也應該要加強這部分的控制。首先,在農業生產過程中,要對傳統的生產模式進行改進,應該要積極加強對農業生產過程中的一些農藥和化肥的使用量的控制,盡量采用生態的方式進行農業生產,加強效益農業模式的應用,使得農業生產過程中產生的大氣污染可以逐漸減少,甚至是完全消失。其次,在各種科研過程中,應該要加強研究過程中的各種廢棄物的處理,防止這些廢棄物的累積,從而使得大氣污染得到有效的控制。比如科研部門應該要設置專門的廢物回收裝置,安排專人對這項工作進行管理,從而使得科研過程中的廢物得到有效的處理,而不是隨意丟棄,進而從根本上遏制廢棄物對大氣造成的污染。
4結語
綜上所述,大氣污染是環境污染中的一個重點內容,也是對人類的健康產生危害較為嚴重的一種污染形式。在我國未來的經濟建設過程中,由于注重短期的經濟利益,對大氣污染的重視程度不夠,因此導致當前大氣污染十分嚴重,而且還有逐年惡化的趨勢。在未來的經濟社會建設過程中,應該要提高人們的環境保護意識,加強各種經濟生產生活活動對大氣污染的控制,加強對各種先進技術的研究和推廣,從根本上遏制大氣污染的產生以及擴散,促進自然生態環境的改善,為百姓營造良好的生活環境,使得人類社會和自然環境之間可以實現可持續發展,實現良好的平衡。
[摘 要]隨著我們國家經濟社會的不斷發展,大氣環境的污染程度也隨之變得越來越嚴重。大氣污染不僅影響了我們賴以生存的大氣環境,還在極大程度上危害著我們的身體健康。遙感技術因監測范圍廣、速度快、成本低的特點,被環境監測部門廣泛應用到大氣環境監測中去。本文提出了大氣環境遙感監測技術的基本原理,并圍繞著遙感技術在大氣環境監測中的應用及遙感技術的未來發展趨勢兩個方面做了詳細的分析,為今后的研究提供一些有利依據。
[關鍵詞]遙感技術 大氣 環境監測 污染
一、概述
對于大氣環境污染問題,無論是我們個人還是我們的國家都需要對其引起高度重視,并采取一切措施對其實施科學的監測和治理。在對大氣環境實施監測過程中,遙感技術作為大氣污染控制的重要手段之一,始終發揮著重要的作用。遙感技術不只能對大范圍的大氣環境變化和大氣環境污染進行快速、動態、實時、省時省力地監測,同時還能對突發性大氣環境污染事情的發作、開展、停止進行實時、快速的跟蹤和監測,這樣就能及時采取相應的處置措施,從而減少大氣污染形成的損失。
二、大氣環境遙感監測技術的基本原理
遙感監測就是用儀器對一段距離以外的目標物或現象進行觀測,是一種不直接接觸目標物或現象而能收集信息,對其進行識別、分析、判斷的更高自動化程度的監測手段。它所起到的最重要作用就是不需要采樣而直接可以進行區域性的跟蹤測量,從而快速進行污染源的定點定位,污染范圍的核定,污染物在大氣中的分布、擴散等,從而獲得全面的綜合信息。根據所利用的波段,可以將遙感監測技術主要分為三種類型,即:紫外、可見光、反射紅外遙感技術;熱紅外遙感技術和微波遙感技術。大氣環境遙感監測作為遙感技術應用中較為重要的內容之一,在業務上與常規氣象要素的監測不同。常規氣象要素遙感監測主要是指測量大氣的垂直溫度剖面、大氣的垂直濕度剖面、降水量及頻度、云覆蓋率(云量和云層厚度) 和長波輻射、風(風速和風向)、地球輻射收支的測量等。而大氣環境遙感則是監測大氣中的臭氧(O3)、CO2、SO2、甲烷(CH4)等痕量氣體成分以及氣溶膠、有害氣體等的三維分布。這些物理量通常不可能用遙感手段直接識別,但由于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量氣體成分具有各自分子所固有的輻射和吸收光譜特征,如影響水汽分布的主要光譜波長在017μm,O3在0155~0165μm 之間存在一個明顯的吸收帶,因此我們實際上可通過測量大氣散射、吸收及輻射的光譜特征值而從中識別出這些組分來。研究表明,在衛星遙感中有兩個非常好的大氣窗可以用來探測這些組分,即位于可見光范圍內的 0140~0175μm 的波段范圍和在近紅外和中紅外的0185μm、1106μm、1122μm、1160μm、2120μm 波段處。
三、遙感技術在大氣環境監測中的應用
根據遙感技術的工作方式可以將其分為主動式遙感監測和被動式遙感監測兩品種型。
1、大氣環境的主動式空基遙感監測
星載或機載的微波雷達是當前大氣環境的主動式空基遙感的主要監測技術。主動式雷達是由發射機經過天線在很短的時間內,將一束很窄的大功率電磁波脈沖向目的物發射,隨后再應用同一天線對目的地物反射的回波信號停止承受后顯現的一種傳感器。回波信號的振幅、位相因物體的不同而不同,基于這一點就使其在承受處置后,目的地物的方向、間隔等數據能夠觀測出來。目前,多數國度都停止了空間雷達探測方案的制定。如:1993年美國NASA首先應用機載的探測雷對大氣中氣溶膠的散布停止了監測;1994年Bourdon.A在希臘雅典應用機載差分吸收雷達對雅典市上空的光化學霧停止了丈量,取得了一些大氣污染物如SO2、NO2、O3和氣溶膠等的空間散布數據。
2、大氣環境的被動式空基遙感監測
當前大氣環境的被動式地基遙感的主要監測技術有:太陽直接輻射的寬帶分光輻射遙感、微波輻射計遙感、多波段光度計遙感。所謂的太陽直接輻射遙感是應用日光在大氣中的衰減和散射,對大氣組分停止丈量,它是通過對可見光的丈量,來對氣溶膠的反演,應用紫外線波段來對大氣臭氧、二氧化碳等丈量。由于在很寬的頻率范圍內大氣分子的吸收輻射可產生特定的譜線,且不同分子及不同的能級躍遷所產生的譜線不同,微波輻射計就是經過對這些不同的輻射頻率信號的承受,從而對大氣組分停止反演。應用微波輻射計可將大氣臭氧和氯化物丈量出來,其對大氣臭氧的丈量精度和地基陶普生光譜儀丈量精度差不多。多波段光度計遙感是一種以太陽為光源的被動式地基遙感手腕,大氣中氣體分子以及大氣氣溶膠粒子會散射和吸收自大氣上界入射到地氣系統的太陽輻射,在空中所接納到的太陽輻射,包含了大氣中氣溶膠信息,經過接納到的輻射停止丈量,就可將氣溶膠的信息反演出來。從當前情況看,最為精準的辦法就是采用多波段光度計遙感來丈量氣溶膠光學厚度,多波段光度計遙感通常被用來對衛星遙感的結果停止校驗,如應用MODIS衛星材料對北京地域的氣溶膠光學厚度停止了丈量,與此同時也與應用空中光度計對北京地域的氣溶膠光學厚度停止的丈量結果停止了比擬。通過實驗可以證明,兩種辦法的丈量結果即精度相當,這也闡明了應用衛星遙感對氣溶膠的監測,是一種地基遙感監測較好的替代辦法。
四、遙感技術的未來發展趨勢
1、大氣環境遙感的定量化、集成化、系統化和全球化
地球觀測系統( EOS) 是劃時代的長期發展的偉大工程,更是一項系統工程,該工程對環境與氣候變遷、全球變化、可持續發展研究等有極其重要的意義。大氣遙感在EOS 中占有重要地位,而現有的大氣遙感尤其是大氣環境遙感的“定量化”和“系統化”水平遠還不能滿足環境與氣候變遷要求,仍需要加強。
2、高光譜、高時間、高空間及多角度、多時相、多偏振等多種數據源的綜合應用
從當前國內外學者對大氣環境遙感監測的研究情況來看,他們在研究中對于大氣環境遙感所用的數據源研究要求的并不高,不只是受陸地衛星數據等單一數據源的限制,同時還需要高光譜分辨率、高空間分辨率或高時間分辨率的衛星遙感數據源。
3、遙感技術在大氣環境監測中的不斷發展,其優勢也逐漸被人們所認可,將遙感監測運用于大氣中各種污染氣體監測中,突顯其重要的使用價值,它能較為精確地提供在燃燒火焰里的激發態分子的轉動或振動的詳細信息
對各種紅外源實行遠距離的非接觸型遙測;監測速度快、精度高;對光譜輻射的能量分布實行絕對監測。總之,遙感技術的發展以與普及,對于實現科學有效的監測大氣環境提供了重要的知識幫助,從而有助于保護大氣環境。
摘 要:在當今這個時代,經濟和科技都取得了長足的發展與進步,但與之相反的是生態環境卻每況日下,并發展成全球性問題,溫室效應、空氣中致癌物PM2.5顆粒含量的增加以及霧霾天氣的出現等現象都引發了人們對生態環境問題的關注,尤其是大氣污染問題。在空氣污染大肆橫行,給人類生活、身體健康帶來嚴重危害的情況下,人們逐漸認識到經濟發展與環境發展間相互依存、相互促進的關系,使得大氣污染問題成了我國當前階段迫切需要解決的重大問題之一。該文就針對新形勢下大氣環境的保護與治理問題展開了探討。
關鍵詞:新形勢 大氣環境 保護與治理 探討
大氣污染問題的存在不僅會對人們的身體健康構成危害,導致人體出現急、慢性中毒的癥狀,如果人長時間處于受到污染的空氣環境中,體內的遺傳物質會在污染物長時間作用下發生突變,導致后代畸形或是使機體發生癌變,還會對工農業造成嚴重危害,比如:工業材料和設備以及建筑設施會受到大氣中SO2、NO2和酸性污染物的侵蝕;酸雨不僅會對農作物生長造成直接影響,還會引發土壤和水體酸化,溶出的有毒成分又會毒害動植物與水生生物,嚴重的還會使森林衰亡、魚類滅絕。此外,大氣環境受到污染之后還會對天氣和氣候造成影響,比如:能見度降低,使得太陽光對地面的輻射量減少、在氮氧化物和氟氯烴類以及碳氫化合物等污染物作用下,臭氧大量分解出現臭氧層空洞問題、地球氣候在溫室效應影響下逐漸變暖等一系列環境效應。可見,大氣污染對人類生存、發展構成了嚴重威脅,亟待加強對大氣環境的保護與治理。下面就此問題做進一步探討。
1 引發大氣環境污染的影響因素
大氣環境在城市發展腳步不斷向前邁進的過程中受到越來越嚴重的污染,直至今日已經嚴重破壞了人類的生存環境,影響到了人類正常的生產、生活,威脅到人類和社會的可持續發展。為此,在經濟和科學技術都得到了迅猛發展的當代,迫切需要對大氣環境污染問題加強重視,積極探尋治理和解決的有效措施。為提高大氣環境治理的針對性和實效性,必須先找到污染問題出現的根源,這樣才能保證大氣環境治理更加徹底。下面就分析下引發大氣環境污染問題的主要原因:
1.1 城市發展腳步過快
在大氣環境還沒有遭受到如此嚴重破壞的時候,大氣污染問題也并沒有明顯的表現,再加上一直以來,國家都把關注的重點放在了經濟發展上,所以,在不斷加快城市建設步伐和推動經濟發展的過程中完全把保護大氣環境的問題拋在腦后,沒有這個意識,以致出現現在如此嚴重的大氣污染問題,若一直放任不管,不采取任何治理措施,任其發展下去,必將對生態環境造成無法挽回的破壞,乃至影響到環境、人類和社會的可持續發展。在城市化建設進程中最明顯的特征就是工業化,雖然工業的發展在很大程度上帶動了經濟的發展,但同樣的也給環境造成了很大破壞,尤其是大氣環境。最為突出的問題就是一些工廠一心只想把生產效率和生產效益提升上來,而對自身可能對環境造成污染危害的行為視而不見,把廢水、廢氣隨意排放到大氣和周邊河流當中,經過生態循環就會間接對大氣環境造成嚴重影響,并陷入惡性循環當中[1]。
1.2 生活垃圾
人們日常生產、生活中產生的各種生活垃圾也會給大氣環境造成一定污染,比如:農業生產中的秸稈焚燒、生產制造工業中產生的各種固體廢棄物、生活油煙、污水等。以破壞大氣環境為代價謀得經濟增長和物質生活水平提升是不科學的,是一種目光短淺的行為,如果對這些人類可控行為再不加以控制,最終承擔后果,受到傷害的還是人類自己。
1.3 機動車尾氣排放
城市化發展、人們物質生活水平提升的另一個特征就是,摩托車、私家汽車等各種大中小型車輛越來越多,現在的人們在出行時很少會選擇步行,以致道路上到處都是行駛中的機動車輛,排出大量對大氣有污染作用的機動車尾氣。
2 新形勢下治理大氣污染、保護大氣環境的有效措施
2.1 大氣環境的保護
第一,針對機動車尾氣污染問題采取一定措施,在機動車管理上實行黃綠標管理辦法,這樣只有那些尾氣排放不會對大氣造成污染,并持有相應證明標志的機動車才能上路行駛[2]。同時,在治理在用機動車尾氣污染防治工作中應用簡易工況法,并針對機動車排氣污染制定包括初次檢驗與年度檢驗等方式在內的定期檢驗制度以及動態檢測和抽樣檢測活動。此外,還要注重機動車燃料管理工作的開展和油氣回收治理工程的推進,一方面從源頭上保證燃油合格;另一方面通過對儲油庫和汽油運輸以及加油站油氣污染狀況的全程監督,避免或減少有機物污染問題發生。
第二,加強環境監管,嚴控燃煤類污染源排放污染物,進一步推進分散燃煤鍋爐的改造力度和拆并力度,比如:將處于熱電聯產覆蓋范圍之內的燃煤小鍋爐、分散鍋爐以及集中供熱鍋爐并入集中管網。同時,在各大城市和鄉鎮地區針對高污染燃料劃分禁燃區和嚴管區。
2.2 大氣環境的治理
2.2.1 煙氣污染物治理措施
第一,從宏觀角度出發進行全面規劃和合理布局。治理大氣煙氣污染時,首先應該在觀念上認清和擺正經濟發展和環境保護之間的關系,實現二者的平衡、協調發展。在此基礎上對存在于當地的煙氣污染源種類和數量、分布情況等信息進行全面細致地深入調查,為煙氣污染物治理工作的開展做好準備,提供參考依據[3]。另外,在對那些會產生煙氣污染物工業產區進行規劃布置的時候,要將當地風向可能對其產生的影響劃入考慮范圍之內,這就需要把這些工業產區布置在位于城市主導風向下風向的位置,同時,還要保證居民生活區與煙氣污染區間留有足夠的間距,并在二者之間設置綠化帶。
第二,積極開展綠化造林工作。在防治大氣污染的眾多措施當中,綠化造林不失為既高效,又經濟的一種防治辦法,因為綠色植物相當于天然的空氣過濾器,城市綠化當中的植物還具有吸附和阻礙灰塵的功能,當雨水沖洗過后能起到凈化空氣的作用。另外,植物經過光合作用之后還能夠吸收空氣中二氧化碳,并向大氣中釋放出大量氧氣,有助于空氣質量的改善。
2.2.2 顆粒污染物治理措施
當固體燃料燃燒過后會向大氣中排放出大量煙塵,使大氣環境中出現煙塵、粉塵、霧等污染物。當期治理大氣顆粒污染物的方法主要有干法、濕法和過濾法以及靜電法。干法治理主要是利用顆粒污染物自身所受重力作用和離心力作用,常用的有慣性除塵、離心除塵和重力除塵等方法,用到的設備設施有旋風除塵器、慣性除塵器和重力沉降室等。濕法治理主要是先利用水或者其他液體潤濕存在于大氣環境中的顆粒污染物,然后再把它們收集起來進行相應去除處理,當前階段主要使用的幾種濕法治理辦法有泡沫除塵法和洗滌除塵法等,期間會使用到噴霧塔、填料塔和泡沫除塵器等設備。過濾法則是利用有很多毛細孔的濾料老過濾含有顆粒污染物氣體來達到去除顆粒污染物的目的,當前階段常用的方法有布袋過濾法和填充層過濾法等,其中會用到的過濾設備有顆粒層過濾器和帶式過濾器等。靜電法主要是利用高壓電場的電場力作用去除存在于大氣中的顆粒污染物,在使用此種方法的時候需要把顆粒污染物大小、數量、操作費用等多種因素都考慮到,以此為參考依據選擇適合的治理辦法。一般來說,當大氣中的顆粒污染物比較大的時候宜采用干法治理;當顆粒污染物比較細小的時候宜采用過濾法與靜電法[4]。
3 結語
綜上所述,大氣環境污染問題是當前我國面臨的主要問題,應將其與經濟發展放在同樣重要的位置上,經濟采取各種措施加強對大氣環境的保護力度和治理力度,保證環境、經濟和社會的可持續發展。
[摘 要]集中供熱是城市能源建設的一項基礎設施,是城市現代化的一個重要標志,也是國家能源合理分配和利用的一項重要措施。隨著我國城市的快速發展和人們生活水平的提高,城鎮集中供熱成為發展的必然趨勢,但在供熱的過程中,不可避免的會產生一些污染,這些污染所含有的污染成分比較復雜,并且在一定程度上還會產生對大氣、水體和人體健康的一些危害。因此,我們應當對其進行深度分析,并從各種角度提出污染物的污染控制措施,爭取在源頭上消除污染。
[關鍵詞]集中供熱鍋爐房;污染分析;控制措施
一、我國集中供熱系統發展概況
在我國的城市中,尤其時北方的城市,在冬季進行集中供熱已經成為一種普遍的方式。我國集中供熱發展到今天,經歷了從無到有、從小到大、從弱到強的發展歷程。我國傳統的集中供熱主要采取熱電聯產、區域聯合供熱和小區鍋爐房供暖等幾種方式。從20世紀40年代至今,近60年的歷史大致分為4個階段:單純利用階段―單純管理階段―基礎建設階段―綜合發展階段。20世紀80年代以前,從北方采暖地區大城市來看,以分散鍋爐房供暖比重最大。20世紀80年代以后,進入到綜合發展階段。熱電聯產、熱交換站以及相配套的尖峰鍋爐房等集中供熱系統在許多城市相繼建成。住房和城鄉建設部2014年的“2013年城鄉建設統計公報”顯示,2013年末,城市蒸汽供熱能力8.4萬噸/小時,比上年減少2.4%,熱水供熱能力40.4萬兆瓦,比上年增長10.5%,供熱管道17.8萬公里,比上年增長11.3%,集中供熱面積57.2億平方米,比上年增長10.3%。 二、城鎮集中供熱系統對大氣環境的影響
在供熱鍋爐的燃煤過程中,會產生煙塵、NOx 和SO2 等大氣污染物,污染因子以SO2、NOX為主,其次還有煙塵,CO和CO2等。NOx 和SO2是形成酸雨的主要污染源,易與大氣中的NH3、金屬氧化物等堿性物質形成氣溶膠煙霧,降低能見度。NOx 和烴類化合物在強烈陽光的作用下,極易生成光化學煙霧等二次污染物。NOx 也會對臭氧層起破壞作用,對地面生物和人類造成危害。
1、煙塵:包括降塵和飄塵。主要是燃煤電廠排放的塵粒。2013年全國環境公報顯示,工業煙(粉)塵排放量1094.6萬噸,比上年增加6.3%,占全國煙(粉)塵排放總量的85.6%。
。塵粒不僅本身污染環境,還會與二氧化硫、氧化氮等有害氣體結合,加劇對環境的損害。其中尤以10微米以下飄塵對人體更為有害。一般燃煤電廠的飛灰塵粒中,小于10微米的占20~40%。
2、二氧化硫:煤中的可燃性硫經在鍋爐中高溫燃燒,大部分氧化為二氧化硫,其中只有0.5~5%再氧化為三氧化硫。在大氣中二氧化硫氧化成三氧化硫的速度非常緩慢,但在相對濕度較大、有顆粒物存在時,可發生催化氧化反應。此外,在太陽光紫外線照射并有氧化氮存在時,可發生光化學反應而生成三氧化硫和硫酸酸霧,這些氣體對人體和動、植物均非常有害。大氣中二氧化硫是造成酸雨的主要原因。2013年,全國工業二氧化硫排放量1835.2萬噸,比上年減少4.0%,占全國二氧化硫排放總量的89.8%。
3、氮氧化物:火電廠排放的氮氧化物中主要是一氧化氮,占氧化氮總濃度的90%以上。一氧化氮生成速度隨燃燒溫度升高而增大。它的含量百分比還取決于燃料種類和氮化物的含量。煤粉爐氧化氮排量為440~530ppm;液態排渣爐則為800~1000ppm。二氧化氮刺激呼吸器官,能深入肺泡,對肺有明顯損害。一氧化氮則會引起高鐵血紅蛋白癥,并損害中樞神經。
當前,我國城市大氣污染狀況仍不容樂觀。2013年,我們國家74個城市實施了新的空氣質量標準,根據2013全年的監測,74個城市只有3個城市達到了空氣質量二級標準,其他71個城市均不同程度地存在超過新空氣質量標準的情況。
三、污染控制措施
1、對于煙塵排放的控制對策。一是采用高效率除塵器。如電除塵器的效率高達99%,最高可達99.9%。在靜電除塵器的直流電壓上疊加25千伏左右的脈沖電壓,或者采用布袋除塵和靜電除塵相結合的方式,還可進一步提高除塵效率。二是采用高煙囪。將剩余的塵粒排入高空加以擴散,以降低塵粒濃度,但是,過分加高煙囪并非有效的防治方法。因為高煙囪雖可降低污染物的近地面濃度,但卻把污染物擴散到更大的區域。
2、對于二氧化硫排放的控制對策。首先,改進及控制在用鍋爐的脫硫裝置。改進脫硫除塵技術,使用雙堿法脫硫。特別是在大噸位鍋爐上,不能使用那種自激式脫硫除塵器;其次,在一定條件下要盡可能的減少燃煤。遇有天氣較暖、長時間處于逆溫天氣條件或處于低氣壓下,鍋爐應錯開運行、縮短鍋爐運行時間,減少燃煤和大氣污染物的排放;然后,實施熱電聯產集中供熱形式。據測算分析,從單位運行成本上講,一個14MW的鍋爐比使用10個1.4MW的鍋爐可降低30%~40%;在除塵、脫硫、控制噪聲等方面的投入上可降低40%~50%,在區域借助大噸位鍋爐雖然比小鍋爐的環境效益和經濟效益要好,但其排放的污染物大部分還是要落在區內,脫硫方式選用不當,對區內的污染還是較重的。從環保、能源、規劃等方面考慮,用電廠鍋爐采暖供熱是消除區內SO2的根本途徑[1]。
3、對于NOx排放的控制對策。一是使尾氣再循環燃燒,將氮氧化物(NOx)還原成N2排放;二是將尾部煙氣脫硝處理氮氧化物(NOx)還原成N2;三是對鍋爐燃燒溫度和燃燒工藝加以嚴格科學控制,采用低NOX的燃燒技術,通過改變燃燒過程來有效地控制NOX的生成,或者使用選擇性催化還原(SCR)和選擇性非催化還原(SNCR)兩種方式對煙道氣進行處理,在NOx形成后即被凈化。
四、結語
今后,城市集中供熱形式將向著多元化發展,城市的能源結構和消費水平,決定了城市集中供熱形式仍以高效脫硫、除塵的燃煤型熱電聯產和大型供熱鍋爐為主。隨著經濟發展和能源結構的變化,以天然氣等潔凈能源為燃料的集中供熱將逐步增加。城市集中供熱的發展不能脫離當地的經濟發展水平,以達到提高人民生活質量和減少大氣環境污染的目的。要按照市場經濟的規律發展供熱產業,選擇技術合理、經濟可行的城市集中供熱形式。
[摘 要]隨著科技的發展,電力產品應用快速地增多了,電力需求量極大地增加了。我國火電廠的發電量占總發電量的大部分,火電廠燃煤發電產生許多大氣污染物;在火電廠電力生產過程中,向大氣排放的污染物多達100余種,其中主要是煙塵、S02、氮氧化物、大氣汞。通過了解煙塵、S02、氮氧化物、大氣汞的具體知識,尋找火電廠大氣環境保護的具體方法措施。
[關鍵詞]火電廠;大氣環境;保護
2013年10月21日,哈爾濱市出現霧霾,能見度極低,致哈爾濱機場400余架航班取消,5萬余人受影響。諸多有關大氣污染的相關實例,大氣污染已經危害到人類的健康與生存。
1.火電廠的幾種大氣污染物
1.1 煙塵
煙塵是一種氣體溶膠物質,它是以一些固體小顆粒或液體分散漂浮在氣體之中。生產過程中排放的煙塵,粒徑大于10微米時,因本身的重力作用,能迅速沉降至地面,故稱為“落塵”;當粒徑小于10微米時,因能長期飄游在空中而做布朗運動,故稱為“飄塵”。
火電廠燃燒系統產生的飄塵的化學組成比較復雜,其中有鎳、鎘、鉻、鉛、
釩、砷等的有毒化合物,特別是致癌物質苯并芘、苯芘[等,通過呼吸道或皮膚進入人體,引起肺癌或皮膚癌。飄塵的危害程度與塵粒的大小及性質密切相關。在各種飄塵中,粒徑在0.5一5.0微米的飄塵對人體的危害最大。粒徑大于5微米的飄塵能被鼻毛與呼吸道勃液擋住而排出,粒徑小于0.5微米的飄塵能被豁附在呼吸道表面而隨痰排出,只有粒徑在0.5一5.0微米的飄塵能直接深入肺部,在肺泡內沉積,并可能進入血液輸往全身,在身體各個部位積累產生癥狀。
1.2 S02
SO2是無色不燃的有毒氣體,有強烈的辛辣、窒息性氣味,遇水會形成具有一定腐蝕作用的亞硫酸,若與空氣中的NO2發生光化學氧化反應,會迅速轉化為S03,進而與水汽結合形成腐蝕性和刺激性較強的硫酸。火電廠鍋爐產生的S02污染主要來自煤粉中硫的燃燒。大氣中存在的S02、S03和H2SO4(氣)等一般稱為硫的氧化物,它們對人類及動植物都是極為有害的。S02的危害大致可分為兩個方面:其一是當S02轉化為S03,與水汽、煙塵等結合形成硫酸霧劑硫酸鹽后,對人體的危害很大,不僅可引起咽喉水腫與聲帶痙攣而導致窒息,而且能導致支氣管炎、肺炎和呼吸道麻痹,甚至引起肺硬化而致死;其二是當大氣中的硫的氧化物形成酸雨后會對工農業產生不良影響,酸雨會腐蝕金屬材料、設備、建筑設施等,因而增加了維修費用,縮短了使用壽命,提高了成本,酸雨還能使土壤日趨酸化、貧痔,從而影響植物的生長,造成農業減產,使森林枯萎,增加水體的酸度,不利于水生動植物的生長。
1.3 氮氧化物
氮氧化物包括多種化合物,如一氧化氮、一氧化二氮、二氧化氮、三氧化二氮和四氧化二氮等。這些化合物中,除了二氧化氮外,其余氮氧化物都很不穩定,遇到外界條件改變(光照、熱等)就會變為一氧化氮或二氧化氮。火電廠燃煤中氮的含量大多數在1%左右,其燃燒產物主要為一氧化氮和二氧化氮,并且以一氧化氮為主。氮氧化物對環境的影響主要有四個方面,第一,氮氧化物是生成臭氧的主要物質之一,臭氧的形成導致大氣的氧化性增強,使一些大氣污染物(如確酸鹽、硫酸鹽等)形成了二次顆粒物,從而降低了大氣能見度。第二,氮氧化物是城市細顆粒物污染的主要來源之一。細顆粒物的增多,使城市面臨的霧霾災害風險不斷升級。霧霾天氣嚴重影響了正常的工農業生產和交通運輸,威脅城市人群身體健康,制約我國社會經濟可持續性發展。第三,在紫外線照射下,氮氧化物與碳氧化合物會發生反應形成光化學煙霧。光化學煙霧會導致大氣能見度降低,對眼睛和咽喉有強烈地刺激作用,并會出現頭痛、呼吸道疾病惡化等癥狀,嚴重的甚至可能造成死亡。第四,氮氧化物參與酸雨的形成。相關研究表明,氮氧化物對酸雨的貢獻呈增長的趨勢,降雨中NO3/SO4的比值在全國范圍內逐漸增加,我國酸雨正由硫酸型逐漸向硝酸型轉變。如果不對氮氧化物的排放予以嚴格控制,那么增加的氮氧化物所帶來的環境污染甚至很有可能抵消近年來二氧化硫治理所帶的環境效益。
2.火電廠的大氣環境保護措施
2.1 減少SO2的方法
目前,世界上火電廠所采用的脫硫工藝主要可分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后脫硫三大類。現在比較成熟的脫硫工藝主要有:石灰石-石膏濕法、煙氣循環硫化床法、氨法、海水法、旋轉噴霧干燥法、電子束法等數十種工藝。石灰石-石膏法是迄今為止最為成熟的煙氣脫硫技術,由于其脫硫效率高、成本低的特點,也成為我國應用最廣泛的火電廠脫硫工藝。石灰石-石膏濕法脫硫工藝的優勢主要是脫硫效率高,脫硫原料廉價易得,煙氣處理量大,適應大容量機組,此外脫硫副產物石膏還能用于建筑材料、水泥行業、農業等多個方面,應用前景十分廣闊。但是其脫硫過程中需要處理大量的廢水,能耗較大,工程投資和運行費用相對于其他工藝還比較高,且脫硫過程中會發生化學反應置換出二氧化碳。
2.2 減少氮氧化物的方法
降低氮氧化物排放措施分為一級脫氮技術和二級脫氮技術。一級脫氮技術主要是采用低氮氧化物燃燒器以及通過燃燒優化調整,有效控制氮氧化物的產生,從源頭上減少氮氧化物生成量,目前主要有:空氣分級;低氮氧化物燃燒器(LNB);再燃(燃料分級,煤粉再次燃燒)。二級脫氮技術則是利用各種措施,盡可能減少已生成氮氧化物的排放,屬于煙氣脫硝范疇,目前主要有兩種成熟技術―選擇性催化還原法(SCR)和選擇性非催化還原法(SNCR)。
2.3 減少汞的方法
燃煤汞污染控制措施主要包括在燃煤中汞的釋放、轉化和排放整個生命流程,以及在各個階段對汞的各種脫除技術方法。整體而言,燃煤汞的污染控制措施主
要包括燃燒前、燃燒中以及燃燒后的控制。燃燒前控制,燃燒前控制技術涉及洗煤脫汞技術、熱解脫汞技術。這些技術都是在燃燒前對原煤進行脫汞預處理,然后再進入設備燃燒利用,這將直接減少進入燃燒系統中的總汞量。燃燒中控制,利用改進燃燒的方法,參考其他污染物的燃燒中的控制技術,在降低其他污染物排放的同時,實現減少一部分汞的排放。主要的技術包括:流化床燃燒方式、低氮燃燒技術以及向爐膛內噴入汞的吸附劑的方法等。燃燒后脫汞是對燃煤汞控制和處理主要的關鍵步驟,也是未來火電廠汞污染控制的主要方式。目前,煙氣脫汞技術研究主要集中在兩方面:一是采用吸附劑材料對煙氣進行脫汞,二是利用現有污染物控制設備實現對汞的協同控制。
對大氣環境的保護是生態建設的一部分,其中火電廠的大氣環境尤為重要,要針對相關大氣污染物采取具體方法措施來解決,共建生態家園。
摘 要:采用精細化有限元全過程分析方法,考慮混凝土碳化、鋼筋銹蝕及其引起的粘結滑移性能退化等多因素耦合作用,研究在一般大氣環境使用年限內,耐久性退化對構件抗震性能的影響規律和內在機理.結果表明,一般大氣環境下,鋼筋混凝土構件使用年限在30 a內抗震性能變化不大.當使用年限超過30 a后,抗震性能顯著退化.當使用100 a時,承載力降低22.5%,剛度約退化33.5%,延性降低36.7%,耗能能力降低40.5%.建議在一般大氣環境下對鋼筋混凝土構件進行抗震設計時,應考慮隨使用年限的增長,耐久性退化對抗震性能的影響,從而保證結構良好的抗震性能.
關鍵詞:鋼筋混凝土;耐久性;抗震;時變特征;一般大氣環境
鋼筋混凝土結構在設計使用年限內,由于材料老化、不利環境及使用不當等因素影響,結構常出現不同程度的損傷,這種損傷積累直接導致結構耐久性降低、承載力下降、抗震性能退化[1].中國傳統設計考慮混凝土結構的耐久性不足,設計的安全度設置水平較低,留下了大量存在一定缺陷的結構[2].一般大氣環境下,混凝土碳化及其引起的鋼筋銹蝕是造成結構耐久性退化的主要因素.實際鋼筋混凝土結構的耐久性具有時變特征,任其發展會由量變積累引起質變,地震中完全有可能引起承載力不足,甚至導致結構解體或倒塌.對于鋼筋混凝土結構問題更為突出的是許多結構在處于嚴重腐蝕環境之中的同時又處于地震多發地帶[3].對耐久性退化鋼筋混凝土結構抗震性能的研究始于1988年Kyioshi等[4]通過噴灑鹽水的方法使混凝土梁中的鋼筋銹蝕,進行低周反復荷載試驗,結果表明,在循環荷載作用下,結構承載力較無銹蝕時降低速度快.之后國內外學者對鋼筋混凝土結構耐久性損傷后的抗震性能進行了大量的研究[5-9],Yu等 [10]通過試驗發現,隨著腐蝕程度的增大,結構失效模式由因縱向鋼筋屈服引起的彎曲破壞轉變為由于橫向鋼筋斷裂引起的彎剪破壞.Inci[11]采用非線性靜力研究方法和非線性時間歷程分析方法分析不同銹蝕程度、鋼筋分布和不同地震強度對鋼筋混凝土框架結構抗震性能影響.
鋼筋混凝土結構在銹蝕與地震作用下的動力響應,直接影響結構安全性和耐久性[12].Luisa等[13]指出鋼筋混凝土構件承載能力和延性會隨著鋼筋的銹蝕率增大而減小,在某些情況下,也會導致結構從塑性破壞轉變為脆性破壞,這種作用對結構尤其是地震區的結構分析很有意義,這些區域延性特征和實際形成機理都是安全評估中的關鍵問題.目前,對耐久性退化鋼筋混凝土結構抗震性能的研究多考慮鋼筋銹蝕或混凝土碳化單一因素的影響,且未考慮鋼筋銹蝕后粘結滑移退化對抗震性能的影響,碳化對結構抗震性能的影響研究也不盡合理,新建鋼筋混凝土結構抗震設計也未考慮使用年限內結構耐久性損傷后抗震性能的時變特征,既有鋼筋混凝土結構可靠度評定時也應考慮既有耐久性損傷及后續耐久性損傷的演化.本文通過足尺銹蝕鋼筋混凝土構件低周反復荷載試驗,驗證有限元模型的準確性,采用精細化有限元全過程分析方法,從混凝土碳化率和鋼筋銹蝕率的角度,考慮混凝土碳化、鋼筋銹蝕及其引起的粘結滑移性能退化等多因素耦合作用,研究一般大氣環境下使用年限內,耐久性退化鋼筋混凝土構件抗震性能時變特征.
1 一般大氣環境下混凝土碳化及鋼筋銹蝕
時變特征
2 鋼筋混凝土構件抗震性能時變特征有限
元模型
2.1 有限元分析模型
采用ABAQUS有限元軟件進行建模并對試件進行模擬計算.混凝土選取塑性損傷本構模型,采用C3D8R單元,鋼筋采用T3D2單元.鋼筋與混凝土聯結采用SPRING2彈簧單元,如圖2所示.彈簧單元1約束鋼筋單元節點與混凝土單元節點的水平位移,彈簧剛度由能量等值原理確定;彈簧單元2約束鋼筋單元節點與箍筋內部混凝土單元節點的豎直位移,彈簧剛度取極大值.
為模擬箍筋對混凝土約束作用,將保護層與內側混凝土分開建模,并選取不同的本構關系,考慮到荷載作用下箍筋外側混凝土壓碎后剝落,不再承受荷載,而箍筋內部混凝土由于受到約束作用局部壓碎后仍可參與后續受力,故在建立混凝土本構關系時考慮箍筋的約束,將混凝土分為優秀混凝土和非優秀混凝土,優秀混凝土考慮橫向約束作用對混凝土強度的提高.一般大氣環境下混凝土碳化深度通常未達到優秀混凝土區域或對優秀混凝土區域影響較小,故考慮碳化對混凝土本構關系的影響時,只考慮碳化對保護層非優秀區域的影響.考慮到箍筋約束對混凝土受壓力學性能的影響,根據研究成果[16],引入配箍特征值進行修正.
已有研究中通常將碳化深度作為參數,但相同的碳化深度對截面面積不同混凝土結構或構件力學性能影響不同,采用碳化深度來表征碳化對混凝土性能的影響不能考慮構件截面的尺寸效應.為了更合理描述混凝土碳化后力學性能變化規律,本文采用結構或構件的相對碳化面積,即碳化率來表示,如圖4所示.其中,碳化面積Ac與截面四周碳化深度b1,b3,h1及h3有關,截面總面積A=bh.在此定義混凝土碳化率(=Ac/A)為:混凝土結構或構件截面碳化混凝土面積Ac與混凝土總面積A的比值.
2.2 耐久性劣化材料本構關系
根據第2節計算結構使用年限分別為0,30,50,70和100 a時,鋼筋混凝土構件保護層碳化深度分別為0,17.5,22.6,26.8和32 mm,相應地保護層碳化率分別為0,61%,77%,90%和100%.箍筋內側混凝土考慮箍筋約束作用對混凝土本構關系的影響,箍筋外側混凝土僅考慮碳化對本構關系的影響,本構關系采用作者建立的重復荷載下碳化混凝土本構關系模型[15],見圖5.碳化對混凝土抗拉強度的影響,在目前研究成果中未見報道,為此本文假設碳化不影響混凝土抗拉強度.
使用年限分別為0,30,50,70及100 a時,箍筋銹蝕率分別為0,7.43%,21.16%,33.79%和50.66%;縱筋銹蝕率分別為0,0.1%,7.15%,13.94%和23.64%.由于箍筋保護層厚度小于縱筋保護層厚度且直徑較小,箍筋銹蝕速率大于縱筋銹蝕速率,約為縱筋銹蝕速率2倍.本構關系采用文獻[17]建立的反復荷載下銹蝕鋼筋本構關系模型.
2.3 試驗驗證
試驗試件共6個,設計圖見圖6.各試件設計銹蝕率分別為0,3%,6%,9%,12%和15%,銹蝕試驗及測試方法依據GB/T50082-2009《普通混凝土長期性能和耐久性試驗方法標準》進行,實測試件L-1,L-2,L-3,L-4,L-5,L-6銹蝕率分別為0,2.76%,5.47%,8.63%,9.81%和11.59%.混凝土設計等級為C30,實測立方體抗壓強度為31.4 MPa,試件中縱筋采用HRB335,直徑16 mm,對稱配置,箍筋采用HPB300,直徑8 mm,間距100 mm.
試驗裝置采用MTS電液伺服試驗機,按受彎構件加載,加載裝置見圖7.
試件兩端部鉸接,中部施加豎直反復荷載.加載時首先采用荷載控制循環加載直至試件進入屈服狀態,屈服后改用位移控制,荷載控制的初始荷載取計算開裂荷載的50%,位移控制循環等級均為試驗屈服位移Δy,每級循環3次,直至試件發生破壞,加載機制見圖8.
詳細試驗成果可參見文獻[15],取試件中部一側進行有限元分析.箍筋外側混凝土壓碎時剝落,不考慮其受壓恢復性能,但內側混凝土壓碎后,由于箍筋約束作用而不至剝落,內側混凝土受壓可以恢復.
以試件L-1及L-5為例,有限元模型計算結果與試驗對比見圖9及圖10.
通過對比分析可知,分析結果與試驗結果基本吻合,但有限元模擬滯回曲線更加飽滿,再加載剛度初期偏大而后期偏小.這一方面是由于有限元計算中參數選取的復雜性,有限元參數選取的誤差及試驗中的誤差都可能導致二者結果存在差異;另一方面,雖然本文采用彈簧單元模擬鋼筋與混凝土的粘結滑移性能,但簡化方法與真實情況有所差異.實際構件加載過程中,鋼筋與混凝土的粘結強度隨滑移量的增大而增大,達到極限粘結強度后,隨滑移量的增大而減小,有限元模擬中采用能量法簡化為剛度不變的彈簧單元,未能很好模擬再加載初期粘結滑移滯回曲線的平滑段,即宏觀上表現為構件滯回曲線的捏攏效應,有限元計算曲線不如試驗曲線明顯.有限元計算的滯回曲線與試驗曲線總體上接近,卸載路徑及骨架曲線與試驗吻合較好.對于工程應用中的彈塑性分析,這樣的分析結果已經能夠滿足要求.本文所述的有限元計算方法對于模擬銹蝕鋼筋混凝土構件在低周反復荷載作用下的響應有一定的準確性和可參考性,可以利用此法進行耐久性退化鋼筋混凝土構件的抗震性能參數分析和退化規律分析.
3 銹蝕鋼筋混凝土構件抗震性能時變特征
分析
3.1 承載力及剛度退化分析
隨著使用年限的增長,各試件滯回曲線見圖11.
由圖11可知,隨著構件使用時間的增長,滯回環面積減小,飽滿程度降低,達到峰值荷載后承載力及剛度退化愈加明顯.各構件骨架曲線見圖12.由圖12可知,構件使用年限在30 a內骨架曲線變化不大,使用時間對構件剛度及承載力影響較小;當使用年限超過30 a后,骨架曲線變化較大,由于鋼筋銹蝕,構件剛度及承載力發生顯著退化.
隨著使用時間的延長,骨架曲線達到峰值荷載后平直段明顯變短,延性降低.使用年限內各構件力學性能及滯回性能見表1.
各構件承載力衰減曲線見圖13.對承載力退化比計算值分析可知,承載力隨使用年限的增長,在30 a之前和30 a之后的退化速率明顯不同,退化規律采用分段式表示,見式(11).
使用年限/a
由以上分析可知:構件屈服前,剛度隨著變形增加迅速降低,屈服后,剛度下降速度減慢,當變形達到峰值位移后,剛度趨于平穩;隨著使用年限的增長,剛度退化在構件從屈服至峰值狀態時更為明顯,達到峰值狀態后,構件退化速率基本一致;另一方面,各構件剛度隨使用年限的增長,30 a內退化速率較小,30 a后剛度退化速率逐漸增大,當使用100 a時,剛度約退化33.5%.
3.2 滯回性能退化分析
各構件滯回性能見表1,其中彈性狀態耗能取最大位移為10 mm時滯回環面積,屈服耗能取屈服位移滯回環面積,極限耗能取極限狀態下滯回環面積.
使用年限內各構件延性及極限耗能性能隨時間的變化見圖16.
由圖17可知,若構件在使用年限內出現較為嚴重的坑蝕,則可能導致構件抗彎強度大于抗剪強度,構件首先達到其抗剪強度,在破壞模式轉換點之后,構件發生剪切破壞,從而可能導致結構在地震中發生脆性破壞,甚至突然倒塌.
綜合考慮一般大氣環境下鋼筋混凝土構件抗震性能的演化規律,建議在一般大氣環境下鋼筋混凝土構件抗震設計時,應考慮典型環境中構件隨使用年限增長導致抗震性能的退化,從而保證結構良好的抗震性能.
4 結 論
本文通過對一般大氣環境下耐久性退化鋼筋混凝土受彎構件抗震性能演化規律的分析,主要結論如下:
1)隨著鋼筋銹蝕程度的增大,試件承載力、剛度及耗能性能逐漸降低.鋼筋銹蝕導致其屈服點逐漸消失,使得構件屈服彎矩與極限彎矩接近,屈服區長度變短,構件延性降低.
2)一般大氣環境下,混凝土碳化率隨使用年限增長逐漸增大,但碳化速率逐漸減小.鋼筋銹蝕開始后,其銹蝕率隨時間基本呈線性關系,隨使用年限增長,銹蝕程度逐漸增大,箍筋銹蝕速率大于縱筋銹蝕速率,約為其2倍.
3)一般大氣環境下,鋼筋混凝土受彎構件使用年限在30 a內,構件抗震性能變化不大;當使用年限超過30 a后,構件剛度、承載力及滯回性能發生顯著退化.當使用100 a時,一般大氣環境下承載力降低22.5%,剛度約退化33.5%,延性降低36.7%,耗能能力降低40.5%.
4)根據計算分析,給出了一般大氣環境下使用年限內,受彎構件承載力、剛度、延性及耗能性能退化規律計算式.綜合考慮一般大氣環境鋼筋混凝土構件抗震性能的演化規律,建議對鋼筋混凝土構件抗震設計時,應考慮典型環境中構件隨使用年限增長導致抗震性能的退化,從而保證結構良好的抗震性能,防止突然倒塌.