关于建议通过立法从源头(工业企业污染)治理PM2.5的报告

关于建议通过立法从源头(工业企业污染)治理PM2.5的报告

2013-06-19 xinhaihb

中国工业和信息化部、环境保护部:

PM2.5作为衡量空气质量最重要的指标,我国目前的PM2.5指标严重超标,各级政府和领导也在全力以赴抓好PM2.5的治理工作。

但PM2.5到底来源于何处?怎样构成?如何治理?这是目前学者和政府的研究重点,凯天环保作为国内空气治理的领军企业,1998年就跟德国一个百年企业合作,一直致力于研究发达国家PM2.5治理的成果,结合发达国家的PM2.5治理研究成果和治理效果,我们通过研究发现目前我们国家很多人在认识上还有很大的误区,大多数人将PM2.5归咎于汽车等,但汽车尾气不是PM2.5的罪魁祸首,工业污染才是PM2.5真正的罪魁祸首!

德国在七八十年代治理PM2.5时,最早也是重点治理汽车尾气,但后面汽车尾气治理好了,PM2.5的实测值和雾霾天气还是降不下来,德国最后在八十年代重点治理工业企业,如德国鲁尔地区是德国的工业重镇,污染特别严重,前期雾霾天气和PM2.5和我国目前现状类似,通过治理工厂的污染,很快就彻底解决问题,这样才使德国真正实现蓝天白云!

下面将凯天环保的研究成果向各位领导做一个汇报:

一、国内大气环境污染现状

全球空气质量地图(0-80μg /m3 )

美国现行颗粒物环境空气质量标准为:

对PM2.5规定了年平均和24小时平均浓度限值,分别为15微克/立方米和25微克/立方米。

我国环保部采用标准,将PM2.5的年均和24小时平均浓度限值定为35微克/立方米和75微克/立方米,与世界卫生组织 2005年对大气中可吸入颗粒物的浓度限值过渡期第1阶段目标值相同。

但我国目前PM2.5的值有的甚至超过500微克/立方米。绝大部分地区PM2.5都超标,而且是严重超标!

PM2.5中文名为细颗粒物又称细粒、细颗粒,大气中粒径小于或等于2.5μm的颗粒物质量的总和。

PM2.5虽然细颗粒物只是大气成分中含量很少的组分,但它对空气质量和能见度等有重要的影响,而且由于颗粒小,重量轻,不容易沉降,对空气质量影响很大,另外含有大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远,对人体健康和大气环境质量影响很大。在我国大部分地区,特别是工业集中的华北地区,PM2.5占到了整个空气悬浮颗粒物重量的大半。最近,由加拿大科学家根据美国国家航空航天局(NASA)的卫星数据绘制而成的全球污染颗粒PM2.5浓度地图发布,中国华北、华东为世界污染浓度最深区域,这表明,中国的空气污染已经到了异常严重的程度。

我们按照国外的经验结合我国的具体情况也做了一个分析计算,得出的结论和国外研究的结果是一样的。

下面是结合我们国家情况分析PM2.5的来源以及具体计算情况:

 

PM2.5来自哪里?


1. 工业窑炉排放(约占总量的30%)

2. 工业制造加工过程产生的污染物(约占总量的45%)

3. 汽车尾气排放(约占总量的12%)

4、扬尘(约占总量的10%)

5. 其他(约占总量的3%)


二、制造业工业企业产生的污染计算:
1、焊接烟尘(主要是产生0.1-1微米的气溶胶,很难散去,是PM2.5的元凶之一)的计算


全国焊机量按照1000万台计算,按单班8小时计算(实际很多企业是双班),每年按照330天工作计算,每年产生的焊接烟尘的总量为:
Q焊接烟尘=650mg/min*60min/h*8h/d*330d/y=1029600吨/年

焊接烟尘气体中,是0.1-1微米的烟尘占总量的80%,是气溶胶形态,一旦产生很难像颗粒比较大的烟尘容易沉降。因此,焊接烟尘是产生PM2.5的元凶。(这类气体目前没有进行治理)
2、机械加工油烟油雾量的计算:

我国目前约有800万台机械加工设备,这些设备在机械加工过程中,每台定型机一般排放颗粒物150—250mg/m3、油烟40—80mg/m3,按单班8小时计算(实际很多企业是双班),每年按照330天工作计算,每年产生的油烟油雾和粉尘的总量为:

Q油烟油雾=330mg/m3*2m3/10min*60min/h*8h/d*330d/y*8000000台=8363520吨/年
3、油漆过程产生的油漆雾以及油漆VOC量的计算

目前我国涂料总产量达755.44万吨,油漆过程中一般还需要添加1/3左右的松香水之类的添加剂,而且油漆过程一般真正喷到被油漆的物体上的量一般小于70%,有30%左右直接喷到空气中,另油漆在干燥的过程中还要挥发8%的VOC到大气中,这样油漆的排放总量为:

Q油漆=7554400吨*(30%+8%)=2870672吨/年
4、铸造粉尘和废气的计算

铸造行业中国已经成长为世界上最大的钢铁铸造生产基地,而中国钢铁铸造产出持续增长,到2010年达到年产4660万吨。预计我国2012年的钢铁铸造总产量将突破5500万吨。但每生产1吨合格的铸件,要产生粉尘50kg,废气2000m3,废砂1.3-1.5吨,废渣300kg,这样铸造向大气中排放的粉尘总量为:(废气中比重为1.2kg/m3,其中有害的VOC等气体占10%)

Q铸造=46600000吨*50kg/吨+46600000吨*2000m3/吨*1.2kg/m3*10%=13514000吨/年
5、橡胶行业粉尘和VOC的排放计算:
我国年产橡胶1200万吨,我国橡胶行业也制定了排放标准:《橡胶制品工业污染物排放标准》(GB27632-2011)

Q橡胶行业=120000000t/年*4000 m3/t*3000mg/ m3=1440000吨/年 但大部分企业的粉尘和VOC排放远远超标,排放总量超过3000mg/ m3,每年的排放总量为

以上我们计算了5个工种或行业,它们产生的污染物总量为:

Q5个行业=Q焊接+ Q油雾+ Q油漆+ Q铸造+ Q橡胶行业

=1029600吨/年+8363520吨/年+2870672吨/年+13514000吨/年+1440000吨/年

=27217792吨/年

以上5个工种或行业只是制造行业200多个工种的极少一部分,还有很多行业如石化行业(广东石化一个企业一年排向大气的VOC就超过40000吨)、钢铁行业、化工行业、选矿行业、家具行业、陶瓷行业、石材行业等等,我们计算的5个工种或行业产生的粉尘等不会超过整个制造业污染的40%,暂且我们按照40%计算,那么整个制造业产生的空气污染总量是:

Q整个制造业 =Q5个行业/40%

=27217792吨/年/40%

=68044480吨/年

三、汽车尾气对PM2.5的影响的计算
1、汽车尾气的成分和尾气对PM2.5实测值影响的计算

汽车尾气污染物主要包括:一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫、烟尘微粒(某些重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾)、臭气(甲醛等)。据统计,每千辆汽车每天排出一氧化碳约3000kg,碳氢化合物200—400kg,氮氧化合物50—150kg;二氧化硫2-10kg、烟尘微粒(某些重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾)10-50kg、臭气(甲醛等)2-5kg。

PM2.5是颗粒直径在2.5微米以下的颗粒物质量的总和,汽车尾气中真正对PM2.5的检测值产生影响的只有汽车尾气中的烟尘微粒(某些重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾)10-50kg,以及部分碳氢化合物,氮氧化合物;二氧化硫等物质形成的相对较大的颗粒物,约占所排出的碳氢化合物、氮氧化合物和二氧化硫的30-40%。而真正排出的CO(重量3000kg)对PM2.5几乎没有什么影响,最多是CO总量的20%变成和PM2.5有关的有害颗粒。那么我们可以得出由汽车尾气排除的对PM2.5有影响的排放总量为为(我国机动车保有量按2亿台,同时使用的按8000万台计算):

Q汽车=80000000台/1000台*360天*(50+(400+150+10)*40%+3000*20%)

=25171200吨/年

那么汽车尾气对PM2.5的影响只占制造业影响的:

汽车尾气对PM2.5的影响是制造业对PM2.5影响的比例

a=Q汽车/ Q整个制造业

=25171200/68044480

=37%

结论:汽车尾气对PM2.5的影响只占制造业产生污染对PM2.5影响的37%。
2、汽车尾气真正的危害在哪?
1)形成光化学烟雾,对雾霾天气有一定的影响。

汽车尾气最主要的危害是形成光化学烟雾。汽车尾气中的碳氢化合物和氮氧化合物在阳光作用下发生化学反应,生成臭氧,它和大气中的其它成份结合就形成光化学烟雾。

2)严重影响大气质量,对人体身体健康产生影响汽车尾气形成光化学烟雾对健康的危害主要表现为刺激眼睛,引起红眼病;刺激鼻、咽喉、气管和肺部,引起慢性呼吸系统疾病。光化学烟雾能使树木枯死,农作物大量减产;能降低大气的能见度,妨碍交通。汽车尾气中一氧化碳的含量最高,它可经呼吸道进入肺泡,被血液吸收,与血红蛋白相结合,形成碳氧血红蛋白,降低血液的载氧能力,削弱血液对人体组织的供氧量,导致组织缺氧,从而引起头痛等症状,重者窒息死亡。汽车尾气中的氮氧化合物含量较少,但毒性很大,其毒性是含硫氧化物的3倍。氮氧化合物进入肺泡后,能形成亚硝酸和硝酸,对肺组织产生剧烈的刺激作用,增加肺毛细管的通透性,最后造成肺气肿。亚硝酸盐则与血红蛋白结合,形成高铁血红蛋白,引起组织缺氧。汽车尾气中的碳氢化合物有200多种,其中C2H4在大气中的浓度达0.5ppm(十万分之一)时,能使一些植物发育异常。汽车尾气中还发现有32种多环芳烃,包括3,4-苯并芘等致癌物质。当苯并芘在空气中的浓度达到0.012ug/m3时,居民中得肺癌的人数会明显增加。离公路越近,公路上汽车流量越大,肺癌死亡率越高。汽车尾气中的二氧化硫和悬浮颗粒物,会增加慢性呼吸道疾病的发病率,损害肺功能。二氧化硫在大气中含量过高时,会随降水形成“酸雨”。汽车尾气中的铅化合物可随呼吸进入血液,并迅速地蓄积到人体的骨骼和牙齿中,它们干扰血红素的合成、侵袭红细胞,引起贫血;损害神经系统,严重时损害脑细胞,引起脑损伤。当儿童血中铅浓度达0.6~0.8ppm时,会影响儿童的生长和智力发育,甚至出现痴呆症状。铅还能透过母体进入胎盘,危及胎儿的健康发育。1、固体悬浮颗粒
固体悬浮颗粒的成分很复杂,并具有较强的吸附能力,可以吸附各种金属粉尘、强致癌物苯并芘和病原微生物等。固体悬浮颗粒随呼吸进入人体肺部,以碰撞、扩散、沉积等方式滞留在呼吸道的不同部位,引起呼吸系统疾病。当悬浮颗粒积累到临界浓度时,便会激发形成恶性肿瘤。此外,悬浮颗粒物还能直接接触皮肤和眼睛,阻塞皮肤的毛囊和汗腺,引起皮肤炎和眼结膜炎,甚至造成角膜损伤。

3、具体尾气成分对人体的影响
1)一氧化碳

一氧化碳与血液中的血红蛋白结合的速度比氧气快250倍。一氧化碳经呼吸道进入血液循环,与血红蛋白亲合后生成碳氧血红蛋白,从而削弱血液向各组织输送氧的功能,危害中枢神经系统,造成人的感觉、反应、理解、记忆力等机能障碍,重者危害血液循环系统,导致生命危险。所以,即使是微量吸入一氧化碳,也可能给人造成可怕的缺氧性伤害。
2)氮氧化物

氮氧化物主要是指一氧化氮、二氧化氮,它们都是对人体有害的气体,特别是对呼吸系统有危害。在二氧化氮浓度为9.4毫克/立方米的空气中暴露10分钟,即可造成人的呼吸系统功能失调。
3)碳氢化合物

目前还不清楚它对人体健康的直接危害。但当氮氧化物和碳氢化合物在太阳紫外线的作用下,会产生一种具有刺激性的浅蓝色烟雾,其中包含有臭氧、醛类、硝酸脂类等多种复杂化合物。这种光化学烟雾对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜,引起眼睛红肿和喉炎。1952年12月,伦敦发生光化学烟雾,4天中死亡人数较常年同期多4000人,45岁以上的死亡最多,约为平时的3倍;1岁以下的约为平时的2倍。
4)铅

铅是有毒的重金属元素,汽车用油大多数掺有防爆剂四乙基铅或甲基铅,燃烧后生成的铅及其化合物均为有毒物质。城市大气中的铅60%以上来自汽车含铅汽油的燃烧。人体中铅含量超标可引发心血管系统疾病,并影响肝、肾等重要器官的功能及神经系统。由于铅尘比重大,通常积聚在1米左右高度的空气中,因此对儿童的威胁最大。
5)二恶英

二恶英,又称二氧杂芑(qǐ),是一种无色无味、毒性严重的脂溶性物质,是一种对人体健康有很大威胁的环境污染物,它有强烈的致癌性,而且能造成畸形,对人体的免疫功能和男女生殖功能造成损伤,是目前世界上已知的毒性最强的有毒化合物之一。


四、PM2.5真正的污染源

窑炉产生的污染是比较大的,但我们国家这些年一直对窑炉进行治理,窑炉的排放相对影响不是最大的,约占30%左右,另外是扬尘约10%,汽车约占12%,其它占3%。

烧一吨煤,产生1600×S%千克SO2,1万立方米废气,产生200千克烟尘。
烧一吨柴油,排放2000×S%千克SO2,1.2万立米废气;排放1千克烟尘。
烧一吨重油,排放2000×S%千克SO2,1.6万立米废气;排放2千克烟尘

2010年我国燃煤总量为24.5亿吨

我国这些年经过治理,排放标准部分达到30mg/m3,部分为50 mg/m3,还有一部分排放标准为150 mg/m3,考虑到有一部分没有治理好,我们整个燃煤按照600 mg/m3计算,那么整个燃煤的产尘量为:

Q燃煤=2450000000吨*10000m3/吨*600 mg/m3/1000000000=14700000吨。

另外考虑燃煤在燃烧过程中会产生SO2等其他物质,以及燃煤在开发运输过程中产生的粉尘等,其产尘量按Q燃煤的三倍计算,得出整个燃煤产生的粉尘为:

Q燃煤总量= Q燃煤*3=14700000吨*3=44100000吨/年

燃煤对PM2.5的影响相对制造业来说所占的比重为:

β= Q燃煤总量/Q整个制造业

=44100000吨/68044480吨/

=65%

结论: 燃煤窑炉对PM2.5的影响只占制造业产生污染对PM2.5影响的45%。


五、欧洲对制造业污染的治理
1、制定严格的欧洲室内排放标准

欧洲有一个专门的委员会负责环境污染的治理,该委员会制定标准下达整改指令,并立法。最近该委员会制定的室内环境标准为:

2009/161/EU指令(2009-12-17)

根据98/24/EC号议会指令和2000/39/EC号修改指令制定的第三个具有指示性的职业暴露限值列表。

附件






附件:




2、欧洲制定的标准后,会严格执行

1)对投入环保设施的企业进行减税;

2)对没有实施环保的企业进行处罚;

3)欧洲工人维权意识很强,如果没有经过治理,工人一般不会到这样的企业上班。


六、对制造业污染治理的建议

1、参照欧洲标准或国际排放标准 修订和提高国内相应行业排放标准。
2、建议对所有排放都建立相应法规作强制要求,一定进行立法。

3、可以对环保治理企业参照国外的要求进行减税、同时对不进行治理的企业予以处罚。
4、成立强有力的强制执行执法班子,强制检查和执行。
附件一:《德国1998年工作场所化学物质卫生标准》