[科普中国]-废气排放

废气排放基于2000~2012年中国31个省(市、自治区)面板数据,运用探索性空间数据分析方法对中国工业废气排放的空间分布特征进行研究,结果显示中国各省域(不含港澳台)工业废气排放存在显著的空间自相关和空间集聚效应;总体呈现东部、西部地区集聚的空间分布特征,其中东部多为高-高集聚区、西部则多为低-低集聚区,并且高值集聚现象的显著性逐渐增强,显著区域呈持续扩张趋势。在此基础上,以STIRPAT模型为基础构建空间计量模型,分析经济发展、人口规模、产业结构、技术水平和国家政策等因素对工业废气排放量的影响。研究结果表明,中国各省域工业废气排放存在空间依赖作用和正的空间溢出效应;经济发展、产业结构与工业废气排放之间呈现显著的正相关关系;技术进步和国家政策对工业废气排放具有抑制作用,而人口增长对工业废气排放的影响并不显著。2

现象描述二硫化碳是一种易燃液体，也是良好的有机溶剂。熔点-112℃，沸点46℃，常温下易挥发。比重2.63，易在靠近地面处累积。它在水中的溶解度较小，22℃时每升水仅溶2.2g。工业上常用作溶剂及制造粘胶纤维、玻璃纸和四氯化碳等。农业上可用作粮食薰蒸杀虫剂。二硫化碳能污染大气、水和粮食。在

制造和使用过程能损害神经和心血管系统，进入人体后能引起急慢性中毒。对人体影响主要以蒸气形式吸入，在高浓度下或在接触二硫化碳液体时，也可经皮肤吸收。污染来源人造纤维、玻璃纸、四氯化碳、橡胶(冷硫化)、化工(溶剂)、选矿(浮选剂)、光学玻璃(清洁剂)等工业都可有二硫化碳蒸气和废水排放污染环境。在利用二硫化碳蒸气薰蒸谷仓后，在开仓时蒸气外逸可污染大气。少量二硫化碳可存在于煤焦油和粗石油中，也可形成环境污染源。3

废气的种类一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx),SOx ,CO ,CO2 , HC(碳氢化合物)及 PM(微粒, 炭烟)及烟度等。

研究历史工业废气是大气污染和环境污染的重要组成部分，是造成我国大部分地区出现雾霾天气的主要原因之一。 在 2007 年之前，工业的技术进步与工业废气的排放呈现正相关关系但不显著，而环境规制对工业废气排放的抑制作用显著。但 2007 年之后，工业技术进步对工业废气排放的抑制作用显著，而环境规制对工业废气排放的抑制程度较弱，这与我国节能减排政策及工业技术进步的偏向性有关。 近年来，大气环境问题越来越受到关注，其严峻性已经影响到了人们的生活和生产，其中工业废气是大气污染的重要组成部分，所以人们对工业废气排放的关注程度也与日俱增。人们通常认为政府在解决这一问题上起到主要作用，但是实际原因并非如此。因此有必要从理论上来量化工业废气减排的影响因素。 近年来，尽管我国节能减排工作取得了显著成效，但各地频繁出现的雾霾天气却令节能减排压力倍增。空气污染不仅影响了生态环境和公众的身体健康，也严重阻碍了我国经济的可持续发展。为了实现节能减排，许多权威机构对大气污染源进行了研究。2011 年 12 月由公众环境研究中心联合其他 15 家NGO 组织和个人发布的我国首份大气污染源定位报告 《中国大气污染源定位报告》指出，工业废气排放是多种大气污染物的主要来源。于是，我国工业废气排放情况再次受到空前关注。4

发生实例火力发电厂生产过程中随废气、废水、废渣排入环境，使环境的正常组成和性质发生变化而有害于生态系统的物质。某种物质是否有害于生态系统，除与其本身的性质有关外，还必须在特定的环境中达到一定的浓度，并持续一定时间。电厂温排水和噪声对环境也会产生污染(见水体热污染防治、嗓声控制)。火电厂排放的污染物种类繁多，其中大多数来自燃料本身，其次来自生产过程中使用的化学添加剂以及设备腐蚀产物。这些物质随废气、废水和废渣排入环境，并在环境中迁移转化，参与各种环境化学过程和物质循环过程，造成环境污染，影响生态平衡。随废渣排入环境的污染物除了刮风吹起的扬尘外，随输灰和处置方式不同，灰中可溶物质遇水溶解，然后随水进入环境，污染地表水或地下水。因此，发电厂产生的污染物质主要是通过废气和废水排入环境的。

随废气排放的污染物废气主要是锅炉排烟，其中含有粉尘、硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、微量金属等污染物质。

飘尘除尘器不能收集而排人大气的小于10 μm的煤灰颗粒，表面带有硫酸盐、微量金属和有机化合物，有些是致毒、致癌的物质。被人吸入后能刺激呼吸系统，导致气管炎、哮喘、肺气肿和肺癌等疾病，刺激眼睛使结膜发炎;还降低大气能见度。

硫氧化物主要是SO2和少量SO3，它们对人的眼睛和肺以及植物的叶片带来损伤。浓度高的SO2造成呼吸系统疾病甚至死亡，使农作物减产或植被枯萎。在大气中与雾、飘尘等发生化学反应形成硫酸烟雾，其毒性比SO2大4～20倍，危害性特大。SO2氧化为SO3与水结合成硫酸雾，会腐蚀金属器物，并造成酸雨。

氮氧化物烟气中含有NO、NO2、N2O，但主要是NO，在大气中它很快地氧化成NO2。NO2通过光化学反应生成NO和O3，亦会与大气中的OH离子反应而形成硝酸。二氧化氮的毒性比一氧化氮大4～5倍。氮氧化物比较难溶于水，因此对上呼吸道黏膜的刺激性

不太明显。但是，当人感到不舒适时，吸入量已达危险剂量。另一个危害是在光化学烟雾的形成过程中，氮氧化物起着重要的作用，它也是酸雨的主要成分之一。

一氧化碳是高毒性物质，它与红血球结合，损害红血球输氧能力，导致缺氧而死亡。

二氧化碳在当前的排放浓度下，未发现对人群有明显的生理影响，但它被认为是造成全球气温升高的温室效应的气体之一。5

测定废气排放1) 把取样探头和取样导管安装到分析仪上。

(2) 待测车辆进行预热。

(3) 将取样探头插入排气管中，探头插入深度不小于300mm。

(4) 将发动机由怠速到中等转速维持5s以上，再降至怠速状态。

(5) 将仪表打到最高量程挡位，待指针稳定后，选择适宜的量程挡位读取最大值。

(6) 将探头从排气管中抽出，吸入新鲜空气，5min后关掉电源。6

废气危害 二硫化碳可经呼吸道吸入人体，也可由消化道摄入。进入体内的二硫化碳，一部分从呼气、尿、汗、乳汁中排出，而绝大部分(70～90%)则在体内代谢后随尿排出，可用碘叠氮试验检验。二硫化碳在体内由血液中红细胞和血浆所吸收，运送至全身，并很快溶解于脂肪和脂类中，与氨基酸、蛋白质结合，因此体内二硫化碳主要存在于各种组织和器官中，血液中积存较少。进入体内的二硫化碳有蓄积作用。二硫化碳的毒性，因侵入途径、浓度和暴露时间的不同，可有很大的差别。急性中毒症状为一般神经麻痹，严重时昏迷，甚至呼吸衰竭。长期吸入少量(8～10mg/m)二硫化碳，可发生慢性中毒，症状为神经衰弱症状，多发性周围神经炎，植物神经症状和其它如性欲减退，妇女月经不调及早产、流产，眼科病变等。

二硫化碳除对人群健康有影响外，还对植物和金属器材有腐蚀作用。3

对废气防治措施工业防治防治二硫化碳污染危害，应将制造和使用二硫化碳的工厂企业，设在城市郊区或人口居住较少的居民区。工厂与居民点至少要保持1km的距离，并应建在该地区常年最小风向的上风侧和当地水源的下游，厂区周围要有充分的绿化区。

在工厂中应开展工艺改革和技术革新。减少二硫化碳的用量，并防止跑、冒、滴、漏以保护工人健康和减少无组织排放。收集含二硫化碳尾气后应用高烟囱排出，排出前应回收处理，如用冷凝器凝集二硫化碳成液体回收。也可在通风管或排气管中放置活性碳，吸收二硫化碳。

废水中的二硫化碳，可采取中和法、混凝沉淀法及生物滤池法净化后再排放。3

政策约束为防治汽车和摩托车排气对大气环境的污染，国家环境保护局和国家技术监督局相应批准发布了以下有关标准。

GB 14621—93 摩托车排气污染物排放标准GB 14761.1—93 轻型汽车排气污染物排放标准

GB 14761.2—93 车用汽油机排气污染物排放标准

GB 14761.3—93 汽油车燃油蒸发污染物排放标准

GB 14761.4—93 汽车曲轴箱污染物排放标准

GB 14761.5—93 汽油车怠速污染物排放标准

GB 14761.6—93 柴油车自由加速烟度排放标准

GB 14761.7—93 汽车柴油机全负荷烟度排放标准

这类排放标准主要对排放废气中的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)及烟度作了相应的限制规定。每个排放标准都有相应的测量方法。标准均由各级环境保护行政主管部门统一监督实施。7

技术防治减少汽车废气排放污染的可能途径降低汽车废气对大气环境的污染可以从以下两方面入手 。(1)降低污染源排放量降低污染源排放量也就是降低汽车废气的排放,这里涉及到 :a.汽车技术。除了发动机技术外 ,还涉及到汽车动力传动系的优化匹配 ,以及整车技术 ;b.交通道路的规划设计 。合理地规划道路, 保证良好的交通道路状况和稀疏的车流密度 ,减少汽车发动机在怠速和低负荷下运行时间 ,因而可以减少汽车废气排放 ;c.汽车的行驶状况 。汽车在变工况(加速、减速、怠速)和在排放性能相对较差工况下运行时, 其排放量会大大地增大。 d.维修和保养 。在用车的维修和保养是保证汽车低污染的重要措施之一 。 降低汽油车废气排放的技术措施国内的汽车废气排放质量与世界上先进的低排放汽车相比 ,还有一定的差距。如果仅靠自己的技术力量, 要在短时间内缩短这种差距是有一定难度的 。 需要自主开发 ,因为一种技术措施不可能适合于各种机型, 需要针对不同机型进行大量的匹配试验研究 。这就需要相关的部门制定降低汽车废气排放总体的、可持续的规划。从降低汽车废气排放技术方面看, 根据国内外长期的研究结果表明 , 采用不同的技术措施都有可能减少排放 。但同时也会增加系统的复杂性和影响其他性能。因此, 必须兼顾各种性能指标。降低汽车废气排放不仅与发动机性能有关,而且与汽车动力传动系的匹配 、整车参数的优化有着密切的联系。另外,也需要根据当时的技术状况及汽车废气排放法规的限制而制定合理的技术路线和研究开发策略。 降低汽车废气排放的技术线路从以下三方面入手:①凸轮轴调节系统 ;②混合气形成措施;③汽油机的控制策略 。8