解析山西雾霾天气的成因

解析山西雾霾天气的成因 3 () 文章编号 :100729432 20110520539203 解析山西雾霾天气的成因 段再明 ()山西省环境监测中心站 ,太原 030027 摘 要 :为了解析山西境内近年来频发的雾霾天气 ,针对山西省的工业特点 ,对焦化工业特别 是目前利用焦化废水熄焦的现状进行了综合分析 ,测量分析了雾霾天气的化学成分 ,并对雾霾天气 。结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明 ,湿法熄焦是诱发雾霾天气的主要原因之一 。 的成因进行了分析 关键词 :雾霾天气 ;废水熄焦 ;化学成分 ;机理 中图分类号 : X511 文献标识码 : A 近年来 ,山西境内雾霾天气时有发生 。2006 年 ,熄焦后焦炭由熄焦车送至凉焦台 , 用水冷却熄火 12 月 22 日 开 始 , 山 西 遭 遇 连 续 几 天 的 雾 霾 天 气 ;部未熄灭的红焦在此用水补充熄灭 ,凉放 、蒸发焦 2008 年 11 月 10 日 , 山西中南部大部分地区 , 出现 中水分后 ,焦炭由刮板放焦机刮至胶带机送往筛焦 [ 1 ] 大范围的雾霾和轻雾天气 ; 2009 年 12 月 10 日 , 太 段 。湿法熄焦每吨焦炭需耗水约 0. 3,0. 5 t 。 (目前 ,在全国范围内及我省炼焦企业 除太原 原市区雾霾天气导致能见度不足 200 m ; 2010 年 4 月 1 日 ,山西中南部大部分地区出现大范围的雾霾 铁有限公司焦化厂和安泰有限公司焦化厂采用干 ) 和轻雾天气 ,并持续了 3 , 4 d ; 2010 年 10 月 9 日 , 焦外均采用焦化废水熄焦 ,虽然解决了焦化废水 山西中北部大部分地区出现霾天气 ,能见度较差 ,局 排放问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ,但是造成了污染转移的后果 ,即由水污 部地区能见度不足 200 m 。 雾霾天气不仅影响了人变成了气态污染 。 们的日常出行 ,更重要的 2 湿法熄焦诱发雾霾天气的机理 是直接导致环境空气质量的下降 ,严重危害人们的身 雾霾天气的形成 体健康 。为此 ,关注雾霾天气 ,解析雾霾的成因 ,有效 21 1 减轻雾霾造成的环境污染是本课题的研究重点 。 雾霾天气 ,称为“霾”的浓重雾气 ,形成原因比 复杂 ,一般在气温持续走高 ,高温导致气压偏低 , 1 焦化与熄焦技术的现状 上连续几日的静风天气 ,在高空形成了逆温层 。 山西省是全国最重要的焦炭生产基地 ,目前有 ( 温层就像一个锅盖 , 将大量工业 废 气 大 量 的气 ) 笼罩在近地面 ,无法扩散 。湿度高时形成大雾 胶270 余家焦化企业 , 总产 能 接近 1 . 6 亿 t 。到 2015 ( 湿度低就形成雾霾天气 。霾和轻雾常常同时出现 年 ,规划形成炭化室 6 m 以上焦炉 含炭化室高度 ) 水汽的凝结可以导致霾演变成为轻雾或雾 5 . 5 m 以上的捣固式焦炉产能占到焦炭总产能的,雾霾 60 %以上 。其中采用国际领先的炭化室高度 7 . 63 气的演变见图 1 所示 。雾霾天气常常加重空气污 m 焦炉产能达 3 000 万 t 以上 ,钢铁联合企业焦炉 的程度 ,对人体健康极为不利 。 全部配套干熄焦装置 ,大型焦化园区配套干熄焦能 力达到 80 %以上 。 图 1 雾霾天气的演变 熄焦技术分为湿法和干法两种 。干熄焦具有环 21 2 雾霾的主要化学成分保 、回收热能的效果 ,但由于投资和运行费用高 ,短 ( ) 雾霾 的 主 要 成 分 是 气 溶 胶 aero sol , 气 溶时内还较难推广 。 () aero sol主要成分是细颗粒 ,细粒子中含有多种 湿法熄焦是焦饼成熟后 ,由推焦车将出炉红焦推 3 ( ) ( ) ,还有元素碳 EC、有机碳 O C、有机化合 元素外 质量浓度平均为 56 mg/ m。这样的高温 、高湿 、含 (( ) ( )物 尤其是挥发性有机物 V O C、多环芳烃 PA R高气溶胶的云团在上升的过程中 ,不断与周边空气 ) () 和有机毒物、生物物质 细菌 、病毒 、霉菌等。 目发生热交换 、湿交换及污染物的稀释扩散 ,在遇到连 [ 5 ] ( ) 前气溶 胶ae ro sol 中 已 发 现 的 元 素 有 砷 续静风和逆温的气象条件下 ,将高湿 、含高气溶胶的 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) A s、镉 Cd、氟 F、钴 Co 、镍 Ni、铅 Pb、硫 云团积聚笼罩在近地面 ,无法扩散而诱发形成雾霾 ( ) ( ) () ( ) ( ) ( ) 天气 。焦化废气熄焦形成雾霾天气示意图见图 2 。 S、氯 Cl 、溴 B r 、铯 Cs、镧 L a 、汞 H g、铬 ( ) Cr等 。 () 21 3 气溶胶 ae ro sol的来源 ( ) 大气气溶胶 ae ro sol的污染源可分为自然源 , [ 324 ] 人为源与地球化学源 ,还有二次颗粒物。焦化废 ( ) ( 水中所含的有机碳 O C、有机化合物 尤其是挥发 图 2 焦化废气熄焦形成雾霾天气示意图 更何况 ,焦化企业处理酚氰废水的生化处理站 ( ) ( ) ) 性有机物 V O C、多环芳烃 PA R和有机毒物含 不能保证一直处于正常运行状态 。尤其是在冬季 , 量较高 ,随熄焦过程附着在气溶胶细颗粒上 ,在特殊 因寒冷气候 ,导致生化处理站微生物失去活性 ,生化 的气象条件下表现为灰霾 。对废水的处理失去效果 ,用未经处理的废水直接熄 21 4 焦化废水的来源(焦 ,废水中大量的悬浮物和有机化合物 仅以一般焦 焦化废水主要来自炼焦和煤气净化过程及化工 化厂的蒸氨废水中酚浓度为 600,900 mg/ L 计 ,输 入大 气 层 的 气 溶 胶 中 有 机 物 酚 浓 度 为 480 , 720 产品的精制过程 ,其中以蒸氨 N H过程中产生的剩3 3 ) mg/ m输入大气层 ,不仅对环境造成极大的污染 , 余氨水 N H3 - H2 O 为主要来源 。剩余氨水 N H3 -而且更加剧了诱发形成雾霾天气的可能 。 HO 是焦化厂最重要的酚氰废水源 ,是含氨的高浓 2 度酚水 。剩余氨水 N H- HO 主要由三部分组成 :3 2 装炉煤表面的湿存水 、装炉煤干馏产生的化合水和 3 湿法熄焦的排污分析产焦区有机污 添加到吸煤气管道和集气管循环氨水泵内的含油工 染状况艺废水 。 笔者对 2009 年山西美锦焦化废水生化处理站 21 5 焦化废水熄焦 验收监测数据进行了统计分析 ,得出利用经生化处 焦化废水成分复杂 ,其水质因各企业工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 [ 2 ] 理达标后的中水熄焦 ,随熄焦排放到大气层的悬 和生产操作方式差异而不同 。一般焦化厂的蒸氨废 ( ) 浮物 SS为 1 329 t , COD 为 1 898 t , 酚 9 . 5 t , 氰 (水水质为 : CODcr 3 000,3 800 mg/ L ,酚 包括苯酚 ( ) ( ) H C H9 . 5 t ,油 190 t ,氨氮 N H- N285 t 。3 ( ) CHO 、对甲苯酚 、间甲苯酚 、对苯二酚 、均苯 三 6 6 将焦化废水不经处理直接用于熄焦 ,随熄焦排 污大气层的 COD 为 5 . 7,7 . 2 万 t ,酚 1 . 1,1 . 7 万 α酚 、邻苯二酚 、对苯二酚 、间苯二酚 、连苯三酚 、2萘 ( ) ( )t ,氰 H C H190 t ,油 949,1 329 t ,氨氮 N H- N3 β) ( ) 酚 、2萘酚600,900 mg/ L 、氰 H C H10 mg/ L 、油 5 694 t 。( ) 左右 。经 N 300 mg/ L 50,70 mg/ L 、氨氮 N H3 - 分析表明 ,大量的熄焦废水排放进入大气层 ,夹 生化处理后出水水质可达到《污水综合排放标准》一 ( ) 杂着数千万吨的悬浮物 SS、有机污染物及数千吨的 级排放标准 : SS 70 mg/ L ,CODcr 100 mg/ L ,酚 0 . 5 ( ) () 酚 、氰 HC H、油 、氨 N H等复杂的气溶胶污染物 。 3 mg/ L ,氰 0 . 5 mg/ L ,油 10 mg/ L ,氨氮 15 mg/ L 。 为了解和关注产焦区环境空气中有机物的污染 21 6 湿法熄焦诱发雾霾天气 状况 ,从 2007 —2008 年期间 ,笔者分别对山西省太 2009 年 ,山西焦炭出省 5 423 万 t ,熄焦耗水按 [ 122 ] 原市 、晋中市 、临汾市 、清徐县 、孝义市 、河津市开展 0 . 35 t 计,全年有 1 898 万 t 焦化废水 ,通过熄焦 3 ( 了采暖期 和 非 采 暖 期 环 境 空 气 中 苯 并 [ a ] 芘 C20以湿热的水蒸气气化后的体积约 236 亿 m,像热的 ) H的监测 ,监测结果见图 3 和图 4 所示 。12 云朵般输入大气层 ,不断加热和加湿了周边的空气 ; 由图 3 、图 4 的监测结果表明 ,山西省产焦区环 同时夹杂着因气化转变为气溶胶的废水中的悬浮物 () ) ( 境空气普遍受有机污染物 以 B[ a ] P CH为例的 20 12 ( 和有机化合物等 。熄焦废水 以经过生化处理达到 ( 污染 。2008 年采暖期各产焦区环境空气 B [ a ] P C20 一级《污水综合排放标准》 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 的废水熄焦进 行 估 ) H质量浓度总均值由高到低污染程度排序 ,依次12 ) ( ) 算仅以悬浮物 SS含量为 70 mg/ L 计 ,输送到大 气层的气溶胶达到 1 329 t ,湿热蒸气中总悬浮物的 第 5 期 段再明 :解析山西雾霾天气的成因 541 的苯并芘是导致肺癌的最重要的因素之一 。 )( 究其原因 ,采暖期环境空气 B [ a ] P CH20 12 度普遍高于非采暖期 ,主要是叠加了当地采暖燃 产生的烟尘 、烟气的污染 ;同时冬季焦化工业废水 化处理站运行不正常 ,导致引用高浓度酚氰废水 焦 ;同时还有寒冷冬季不利于空气中污染物扩散 气象条件等 。 图 3 2007 年山西省产焦区采暖期 与非采暖期苯丙芘污染对比图4 结论 通过对湿法熄焦工艺及雾霾天气的形成机理 分析 ,探讨了霾及焦化废水的主要成分及产焦区 同季节有机污染物的污染趋势 ,得出结论如下 。 ) 1废水熄焦消耗大量的水资源 ,大量水体污 物转化成气态污染物进入大气层 ,干扰和改变了局 的环境气象条件 ,大量的水转雾和水体污染物转化 气溶胶输入大气层 ,进一步诱发了雾霾天气的形成 图 4 2008 年山西省产焦区采暖期 ,使 增加了产焦地区大气环境出现雾霾天气的几率 与非采暖期苯丙芘污染对比图 3 3 焦地区大气环境中有机污染物的浓度增高不降 。 μμ为 :清徐 0. 028g/ m,临汾 0. 028g/ m,孝义 0. 026 ) 3 3 3 2采暖期环境空气有机污染普遍高于非采 μμμg/ m,河津 0. 016g/ m,太原 0. 010g/ m。 期 ,主要是叠加了采 暖 燃煤 产生 的 烟尘 、烟 气的 ( 2008 年非采暖期各产焦区环境空气 B [ a ] P C20 染 ,以及冬季焦化工业废水生化处理站运行不正 ) H质量浓度总均值由高到低污染程度排序 ,依次 12 3 3 直接用高浓度酚氰废水熄焦 ,还有冬季不利于空 μμ为 :清徐 0. 023g/ m,孝义 0. 021g/ m,临汾 0. 011 中污染物扩散的气象条件等因素 。 3 3 3 μμμg/ m,河津 0. 010g/ m,太原 0. 008g/ m。 ) [ 5 ] 3干熄焦技术节能减排 ,可彻底解决废水熄 苯并[ a ]芘是多环芳烃中毒性最大的一种高活 带来的一系列环境问题 ,但焦化废水的处理 、处置 性强致癌物 ,但并非直接致癌物 ,必须经细胞微粒体 为迫切需要解决的关键技术课题 。 中的混合功能氧化酶激化才具有致癌性 。长期生活 在含苯并芘的空气环境中 ,会造成慢性中毒 ,空气中 参考文献 : [ 1 ] 中华人民共和国环境保护部. 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Study on the Impact of High2Alt itude on Combust ion Characterist ics of Fire ZHA NG Nian , TAN Zhong2sheng , MAO Jun ( )S c hool o f Ci v i l En g i nee ri n g , B ei j i n g J i aot on g U ni ve rs i t y , B ei j i n g 100044 , Chi n a Abstract :Co mbu stio n heat relea se rat e of fi re p la ys a n i mpo r t a nt role fo r fi re ri sk a sse ssme nt a nd fi re si mulatio n ,but co mbu stio n cha ract eri stic s of fi re i n hi gh2altit ude zo ne a re diff ere nt f ro m t ho se i n i nla nd ,t herefo re , it i s no t ea sy to det e r mi ne t he co mbu stio n heat relea se rat e . To st udy t he i mp act of high2altit ude o n co mbu stio n cha ract eri stic s of fi re , fi re bur ni ng t e st s were co nduc2 t e d at hi gh2altit ude zo ne a nd i nla nd a rea . The b ur ni ng ti me a nd heat relea se rat e of t he five i n dif2 f e re nt size oil p a n were mea sured , a nal ysi s by co mp a ri so n ga ve t he re sult s : t he heat relea se rat e of t he fi re i n hi gh2altit ude zo ne i s lo we r t ha n t hat i n i nla nd , but t he b ur ni ng ti me i s lo nge r , a nd t he bur ni ng f la me hei ght i s hi gher . Key words :hi gh2altit ude ; fi re ; heat relea se rat e ; bur ni ng ti me ()编辑 :贾丽红 ()上接第 541 页 Anal ysis of the Ca uses of Fog and Haze in Shanxi D UAN Za i2ming ( )En v i ron ment al M oni t o ri n g Ce nt ral S t at i on o f S ha n x i P rov i nce , T ai y u a n 030027 , Chi na Abstract :In o r der to re solve t he f reque nt fo g a nd haze i n Sha nxi ,co mp re he n sive a nal y si s wa s co nduct ed o n t he c ur re nt co ki ng i ndu st r y , e sp eciall y t hat wit h wet2que nchi ng of co ke by co ki ng wa st ewat er ,o n t he ba si s of t he c ha ract e ri stic s of i ndu st rie s i n Sha nxi . The c he mical co mpo sitio n of fo g a nd haze wa s mea sure d a nd t he ca u se s were di scu sse d. Re sult s sho w t hat wet2que nc hi ng of co ke i s o ne of t he mai n re so n s i nduci ng fo g a nd haze . Key words :haze ; wat er que nchi ng ;che mical co mpo sitio n ; mec ha ni sm ()编辑 :庞富祥