控制可凝结颗粒物和氨气排放是降低城市PM2.5的重要举措

摘要：中国的大气污染防治形势较为复杂，是一项长期持续的系统工程。现阶段，中国大气污染负荷仍处于高位，表现在空气质量方面，PM2.5是绝大多数城市最主要的大气污染物，而关于PM2.5的有效缓解和改善举措以及如何协同减碳降污，业界反应亦是百家争鸣，莫衷一是。本文通过重点关注和研究中国在应对大气污染问题中关于PM2.5的治理和应对举措，提出控制可凝结颗粒物和氨气排放，对有效降低城市PM2.5具有重要且积极的意义。

关键词：大气污染防治，空气质量，PM2.5，可凝结颗粒物，精准治理

何平，王晓琼.降低城市PM2.5的重要举措：控制可凝结颗粒物和氨气排放.生物多样性保护与绿色发展.第1卷第14期.2023年1月.ISSN2749-9065

环境，与我们每个人的生活和健康息息相关。面对气候变化导致的环境挑战，人类是祸福相依、安危与共的命运共同体。“十四五”时期，中国将生态环境保护进入减污降碳协同治理的新阶段，大气污染综合防治，坚持以减污降碳为重要抓手，为“双碳”目标、健康中国与美丽中国建设提供了支撑和助力。

中国的大气污染防治形势较为复杂，是一项长期持续的系统工程。就改善空气质量而言，国务院于2018年发布《打赢蓝天保卫战三年行动计划》（简称《行动计划》），《行动计划》提出，经过3年努力，大幅减少主要大气污染物排放总量，协同减少温室气体排放，进一步明显降低细颗粒物（PM2.5）浓度，明显减少重污染天数，明显改善环境空气质量，明显增强人民的蓝天幸福感。经过三年的治理，中国空气总体质量明显改善，蓝天保卫战行动取得显著成效。

但不可否认，现阶段，中国大气污染负荷仍处于高位，表现在空气质量方面，中国PM2.5浓度是世界卫生组织保护人体健康指导值的6倍左右，是欧美整个浓度水平的2-4倍，治理形势依然严峻。

PM2.5是绝大多数城市最主要的大气污染物，它造成的健康损失占到了99%。而关于PM2.5的缓解和改善举措以及如何协同减碳降污，业界反应也是百家争鸣，莫衷一是。笔者近日获悉中国科协网发布的一则新闻，浙江大学环境与资源学院长聘教授谷保静发表的一篇论文（《在缓解PM2.5空气污染方面，减少氨比氮氧化物更具成本效益》）入围全球“前沿地球奖”参选作品。文章介绍，“前沿地球奖”由前沿研究基金会（Frontiers Research Foundation）于今年发起设立，旨在表彰过去两年在同行评议期刊上发表的、有助于将地球系统保持在环境安全界限的研究成果。

论文所指，缓解PM2.5空气污染的立场和观点，笔者高度认同，并在持续三年的大气治理与低碳发展工作领域相关研究中，重点关注了大气环境中PM2.5的治理应对举措，通过召开大气污染精准治理讨论会，厘清PM2.5浓度升高造成空气污染的成因，提出了控制可凝结颗粒物和氨气排放，可以有效降低城市PM2.5的相关建议，并致函中国生态环境部等相关部委，希望能从源头做好空气中可凝结颗粒物的精准防控，控制氨气排放，以保障中国大气污染防治工作取得积极成效。

PM2.5除了直接排放外，大部分是气体污染物在空气中转化而成，这些气体污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、氨气、挥发性有机物和可凝结颗粒物。目前二氧化硫已经得到有效控制，氮氧化物和挥发性有机物也已在中国大气污染控制指标之中，但可凝结颗粒物和氨气却没有得到有效管控。因此，在现阶段，可凝结颗粒物和氨气是导致 PM2.5 超标的主要原因，建议立即采取措施加以控制。

1. 可凝结颗粒物和氨气对 PM2.5的影响

1）可凝结颗粒物（CPM）

人类活动直接排放的一次颗粒物分为两类，一类是可过滤颗粒物，俗称烟尘，可以通过滤膜过滤；另一类是可凝结颗粒物（CPM），不能通过滤膜挡住。CPM是形成 PM2.5气溶胶的核心物质，它的特征是粒径小（亚微米级）、消光性强、粒数巨大（每立方厘米以千万计）、很难沉降，同时还能吸湿放大，直接导致雾霾。

目前达到超低标准的烟气里，CPM 显著存在。南京师范大学盛重义教授检测出京津冀地区10个达到烟尘超超低标准 (5毫克/立方米) 电力机组的CPM平均值是5.17毫克/立方米。中国环科院任阵海院士整理出上海环境监测中心等机构对上海、陕西、山西等地17个达到超低标准（10毫克/立方米）电力机组进行的测试数据，CPM的平均值是13.93毫克/立方米。国内外其它的文献，我们也发现，在应用已有的治理技术排放的烟气中，实际排放的颗粒物当中，约50%是CPM的排放。

中国人民大学宋国君教授通过对案例城市近三年的PM2.5超标排放的监测和统计分析，也发现PM2.5超标日的主要排放原因是可凝结颗粒物（CPM）主导。

但目前中国颗粒物超低标准只有烟尘，没有纳入CPM，也就是说，达到超低（或超超低）排放标准的烟气里含有巨量 CPM，没有得到监管和控制，从而导致 PM2.5和雾霾天数居高不下。

2）氨气

氨气是大气中唯一的高浓度碱性气体, 它们与大气中酸性气溶胶化合，在空中形成极细的二次颗粒物。美国盐湖城2017年雾霾爆发，其主要原因是大气中氨含量升高。中国合成氨产量从1999年的3432万吨增长至2013年的5739万吨，增长了2307万吨，期间农用氮肥使用折纯量增长仅约214万吨，合成氨增长量的绝大部分被用于非农领域。2012—2016 年的合成氨产量大约维持在5700万吨以上。非农业用氨中，烟气氨法脱硝（氮氧化物）用氨增长速度快、用量大。中国这几年大气中氨含量上升，主要由于对工业烟气和柴油车尾气实施超低的氮氧化物脱除标准，造成氨的大量使用，其中约1/4的氨逃逸到大气中。法国科学家发现, 中国东部地区，2011年到2015年二氧化硫和氮氧化物分别下降了37.5%和21%, 而大气中氨含量反而增加49%。

薛文博、王金南、王跃思等专家2016年研究“氨排放对全国城市 PM2.5浓度的影响”。结果表明, 氨排放对全国城市硫酸盐，硝酸盐，铵盐及 PM2.5年均浓度贡献率分别为4.2%，99.8%，99.7% 和29.8%。“国家大气污染防治攻关联合中心”在“大气重污染成因与治理攻关项目”的课题报告指出目前大气中氨含量超过环境容量76%。这些研究已经清楚的表明大气中氨含量超量存在，而且对 PM2.5的贡献率接近30%！

尽管烟气排放里有氨气含量的限制，由于氨逃逸的渠道和载体分散，氨排放实际上没有得到控制。

2. 治理建议

1）对可凝结颗粒物 CPM治理的建议

经验和研究中专家们发现，CPM的治理技术是可行并且成本较低的，因为主要技术可以同时回收烟气余热和水蒸气。目前，如果把CPM当成需要去除的污染物，合适的技术有：湿式电除尘技术、冷凝技术，以及余热回收技术。像余热回收技术，它不但可去除CPM，也可以回收水蒸气和余热，除了技术比较成熟和稳定，还有成本投入产出的优势，可以取得减污，减碳和增收的多重效果。由于目前直接检测 CPM 成本较高，在我们的排放标准中，可考虑增设烟气湿度这一标准，因为 CPM 一般都是通过水蒸气携带出来， 通过增设这样的指标，可以同时控制 CPM 和水汽的排放，因为水汽也是产生雾霾的因素。

2）对氨气治理的建议

超低的氮氧化物减排标准导致企业过度用氨，是大气中的氨含量升高的主要原因。建议将氮氧化物排放标准恢复到实施超低以前，这样可大幅减少氨逃逸，对雾霾的发生取到釜底抽薪的作用。同时，全面评估工业氨排放的渠道和载体，从而制定针对性的政策，采取更合适的技术，多渠道，多方法的控制氨排放。

参考资料略

文章来源：生物多样性保护与绿色发展.第1卷第14期.2023年1月

编辑：Pierre