京津冀及周边地区水泥工业大气污染控制分析

摘要：以京津冀及周边地区水泥工业为研究对象,基于产排污系数法,建立了水泥工业主要大气污染物排放计算方法,对2016年该地区水泥工业主要大气污染物排放控制水平进行了分析.结果表明:京津冀及周边地区2016年水泥工业SO2、NOx、PM(有组织)排放量分别达到3.2?104t、23.9?104t、9.7、104t,较2015年分别减少24.1%、18.2%、27.2%,各项污染物大幅下降.水泥工业PM无组织排放量占PM总排放量的45.4%,仍需要采取集中收集的方式加强治理.山东、河南是水泥工业SO2、NOx、PM、PM10、PM2.5重点排放来源,应通过化解过剩产能降低污染排放.从各工艺来看,新型干法工艺应考虑采用高效脱氮脱硫技术、协同处置技术、高效大型袋式除尘技术等新技术,进一步降低各项污染物的排放量;粉磨站也需进一步提高污染治理水平.

水泥工业是能源、资源消耗密集型工业,在为京津冀及周边地区经济发展作出巨大贡献的同时,也带来了不可忽视的环境问题[1-2].目前,京津冀及周边地区仍是我国大气污染最为严重的区域,重污染天气频发,2015 年区域内70 个地级以上城市共发生1710d 次重度及以上污染,占2015 年全国的44.1%[3].根据环境统计数据[4],2015 年京津冀及周边地区水泥工业SO2、NOx、PM 排放量占地区工业行业污染物排放总量的比例分别为7.3% 、51.8% 、21.8%,NOx、PM 排放贡献比例高,仍是区域大气环境污染治理的重点.

目前,在水泥工业大气污染排放量测算方面,雷宇等[5]初步建立了水泥工业大气颗粒物排放清单编制方法,王永红等[6]主要采用产排污系数法开展1995~2005 年水泥工业大气污染物排放量测算;在重点区域水泥工业排放控制研究方面,田刚等[7]调研了2012 年京津冀水泥工业颗粒物、氮氧化物、二氧化硫排放控制现状;在水泥工业排放特征分析方面,徐东耀等[8]分析总结了2012 年水泥工业排放特征,燕丽等[9]分析研究了2013 年全国水泥工业PM2.5 的排放特征,唐倩等[10]以2014 年为基准年研究了水泥工业颗粒物有组织及无组织排放特征.总体来看,现有研究基本是对《大气污染防治行动计划》(以下简称大气十条)实施以前水泥工业的污染现状进行了评估,缺少对大气十条实施以后水泥工业污染减排措施的考虑,无法体现当前水泥工业主要大气污染物排放水平,难以为后大气十条时期水泥工业深度治理决策提供支撑,需进一步开展评估工作.

大气十条实施以来,国家生态环境部先后出台了《京津冀及周边地区落实大气污染防治行动计划实施细则》[11]、《京津冀大气污染防治强化措施(2016-2017 年)》[12]等一系列政策文件,有效推动了京津冀及周边地区水泥工业脱硝、除尘设施的升级改造,极大降低了水泥工业NOx、有组织PM 的排放,但随着大气污染形势日益复杂,水泥工业进行深度治理势在必行.本研究以京津冀及周边地区6 省市(北京、天津、河北、山西、山东、河南)为研究对象,基于污染源排放清单编制技术方法,结合实地调研数据,测算了2016 年京津冀及周边地区水泥工业主要大气污染物排放量,分析了大气十条实施后京津冀及周边地区水泥工业大气污染治理技术应用现状及控制水平,以期为打赢蓝天保卫战,制定下一步水泥工业污染控制措施提供决策依据.

1 方法与数据

1.1 计算方法

1.1.1 总排放量测算 京津冀及周边地区水泥工业主要大气污染物排放量主要依据熟料及水泥产量、不同工序产污系数,采用产排污系数法进行计算,分为有组织排放和无组织排放两部分.计算公式如下: