NOx是我国47个重点城市环境空气质量周报中的考核项目，也是2000年重点城市“一控双达标”中城市环境空气质量达标项目之一，但是NOx的排放情况、监测数据和污染控制等方面还有很多不确定因素。为了做好NOx的污染控制工作，我们对NOx的污染指标和控制措施等有关问题作了初步探讨一、我国NOx污染现状：1、我国NOx排放情况的估算。据项目“能源规划中综合考虑环境因素”研究的初步估算，1990年我国氮氧化物的排放量约为910万吨，其中近70来自于煤炭的直接燃烧，固定源是NOx排放的主要来源。根据世行项目“中国机动车排放污染控制战略研究”，1995年全国机动车辆(不包括农用车辆)的NOx排放量为141.3万吨,若包括农用车辆，其排放估算量可能将增加1/3，机动车的排放量估计占排放总量的不到20，是城市的NOx的主要来源之一。目前我国NOx排放量估计在1000多万吨。鉴于我国的能源消耗量今后将随经济的发展不断增长，NOx排放量也将持续增加。据有关研究的估算，到2000年和2010年，我国的NOx排放量将分别达到1561万吨和2194万吨。由此可见，今后NOx排放量将十分巨大。如果不加强控制，NOx将对我国大气环境造成严重的污染NOx排放量的剧增使我国城市大气中的NOx污染程度加重。1997年在全国357个城市中，NOx浓度年均值范围为0.001-0.140mg/m3，年均最大值出现在广州市，其中291个城市NOx浓度年均值达到国家二级标准(0.05mg/m3)，占81.5，66个城市超二级标准，占18.5。1998年全国311个城市，NOx浓度年均值范围为0.006-0.152mg/m3，年均最大值出现在北京市，其中252个城市NOx浓度年均值达到国家二级标准(0.05mg/m3)，占81.0，59个城市超二级标准，占19.0。1997-1998年，NOx浓度年均值超过国家三级标准(0.10mg/m3)的城市有北京、广州和上海三市。根据1991-1998年8个年度的统计，环境空气中NOx平均浓度的年度变化趋势不明显，但北京等少数特大城市的污染有加重趋势。NOx对环境的影响和对人体健康的危害:我国NOx排放量和大气NOx浓度的快速增加，将使我国大气污染的性质发生根本性的变化，大气氧化性增加，导致一系列的城市和区域环境问题，对人体健康和生态环境构成巨大的威胁.NOx中对人体健康危害最大的是NO2，主要是影响呼吸系统，可引起支气管炎和肺气肿。大气中NOx和挥发性有机物VOC达到一定浓度后，在太阳光照射下经过一系列复杂的光化学反应，就会产生以高浓度O3和细颗粒物为特征的光化学烟雾，形成了夏季城市天空经常出现的兰色烟雾。由于我国大气中VOC浓度较高，光化学烟雾的产生主要受NOx制约，大气NOx浓度的微小增加都会加重光化学烟雾的污染。光化学烟雾是一种二次污染，污染区主要位于污染源（城市）下风向30-50km，由于O3和细颗粒物可以作长距离传输，造成区域性的氧化剂污染和细颗粒物污染，使区域空气质量退化，减少太阳辐射，气候发生变化，对生态系统造成损害，农作物减产。美国目前由于O3污染使谷物减产10以上，估计太阳辐射减少对产量的影响更大。光化学烟雾会使大气能见度降低，对眼睛、喉咙有强烈的刺激作用，并会产生头痛、呼吸道疾病恶化，严重的会造成死亡。
由于大气氧化性，NOx在大气中可形成硝酸HNO3和硝酸盐细颗粒物，同硫酸H2SO4和硫酸盐细颗粒物一起，发生远距离传输，从而加速了区域性酸雨的恶化。已有研究表明，HNO3对酸雨的贡献呈增长之势，降水中NO3-/SO42-比值在全国范围内逐渐增加。目前我国已结合对两控区的划分工作，对SO2排放进行了全面控制，但NOx排放总量的快速增长及其大气浓度和氧化性的提高有可能抵消对SO2的控制效果，使酸雨的恶化趋势得不到根本控制。三、关于NOx的环境质量标准、空气质量周报及其空气污染指数问题1、NOx环境质量标准我国NOx和NO2环境质量标准有短期(1小时和24小时)标准和长期标准(年平均)标准。因短期暴露下NO2对人和动物产生影响的阈限值比对植物的影响阈值小，短期标准以NO2对人和动物的阈限值为依据，基于敏感人群最低的NO2短期影响阈值为0.19mg/m3，健康人体的影响阈值为0.56mg/m3，及动物的影响阈值为0.38mg/m3，再增加一定的安全系数而制定的。长期暴露下NO2对动物影响的阈限值略低于植物的阈值，长期标准以动物试验的长期暴露阈限值0.1mg/m3而定。我国NO2环境质量标准，年均值一、二级标准为0.04mg/m3，三级标准为0.08mg/m3(相应的NOx标准值分别为0.05和0.10mg/m3)，三级标准值与前西德标准值相同，欧共体与加拿大的标准值介于我国一、二级和三级标准间，分别为0.05和0.06mg/m3，美国标准为0.10mg/m3。NO2日均值一、二级标准为0.08mg/m3，三级标准为0.12mg/m3(相应的NOx标准值分别为0.10和0.15mg/m3)，三级标准值与日本标准值相同，前苏联的标准值接近我国一、二级标准值，为0.085mg/m3，欧共体与WHO的标准值分别为0.135和0.15mg/m3。NO2一小时均值一、二级标准为0.12mg/m3，三级标准为0.24mg/m3(相应的NOx标准值分别为0.15和0.30mg/m3)，我国一、二级标准值介于荷兰标准的建议值(0.08mg/m3)和界限值(0.175mg/m3)间，三级标准值低于前西德、澳大利亚、WHO等国家和组织的标准值，前西德、澳大利亚和WHO标准值分别为0.30、0.32和0.40mg/m3。因此，无论是年均值、日均值和一小时均值标准，我国要比多数国家严格。2、NOx的空气质量周报及其空气污染指数问题1998年，对我国47个重点城市，采用空气污染指数(API)开展空气质量周报工作，空气污染指数的分级标准是基于我国环境空气质量标准和对人体健康危害程度而划定的。API50对应国家一级日均值标准，API100对应国家二级日均值标准，API200对应国家三级日均值标准，API大于300是对人体健康有严重危害的污染水平。开展空气质量周报工作一年来，API指标基本上可较为客观地反映我国城市空气污染状况，并与公众的主观感受基本一致。由于我国NOx标准限值偏严，对应于API100和200时的浓度限值也相对偏低，在47个重点城市的周报中，报出了以NOx为首要污染物，而且在北京、广州和上海三市出现NOx的API超过200。客观地说，出现NOx空气污染指数偏高的因素除了我国NOx标准偏严外，主要还是汽车保有量的猛增、汽车尾气NOx排放加剧，导致城市中心区域(交通干线尤其是路口附近)NOx浓度增高所致。对于NOx的监测来说，由于近年来随着城市规模的迅速扩大、城市布局的改变等，逐步暴露出空气质量监测点位覆盖范围和代表性与城市规模不相适应，个别点位不具备运行条件等问题。与各城市监测点位优化时相比，建成区平均扩展50.3，约一半城市的建成区扩大在30以上，有一些城市建成区的范围扩大一倍以上。个别监测点位由于城区的道路建设，存在与交通线(尤其是交通流量过大的交通干线)距离偏近的问题。因此，目前空气质量周报中NOx污染指数较高，一方面与质量标准较严有关，而另一方面也有近期城市汽车保有量的急剧增加和监测点位在功能上和空间分布上的代表性与城市规模和环境管理工作不相适应的原因。是否要对NOx环境质量标准进行修正，应组织专题研究，根据对合理调整城市监测点位的影响评估、汽车尾气和能源使用的控制对策的综合分析，并对环境质量标准本身的制定基准进行全面考察后才能有较科学的依据。四、关于开展NOx的污染源排放标准、排放量统计和控制技术研究的建议1、排放标准环境空气质量标准制定的主要依据是环境空气质量基准，所谓环境质量基准是根据空气中的污染物对人体健康、生态平衡、保护动植物、材料和建筑物等方面的影响，从观测和实验资料推导出来。环境空气质量标准是制定国家和地方大气污染物排放标准的依据。污染物排放标准规定了各个污染源的排放量或排放浓度限值，目的在于根据经济发展和技术能力情况，控制一个地区的某种污染物排放总量，以达到预定的环境质量目标。污染源达标排放是确保空气质量达标的基本前提。我国在“火电厂大气污染物排放标准”中规定了第Ⅲ时段火电厂容量在1000吨/时煤粉锅炉氮氧化物排放浓度的限值，在“大气污染物综合排放标准”中规定了硝酸、氮肥和火药生产和使用中的氮氧化物排放速率限值，并在机动车污染物排放标准中对氮氧化物排放作了规定。但在大部分固定污染源排放标准中，如锅炉大气污染物排放标准、工业炉窑大气污染物排放标准、炼焦炉大气污染物排放标准等都未规定氮氧化物排放限值。由于没有相应的排放标准，也延缓了有关控制技术的开发使用，更不能从根本上控制其排放量，造成排放总量逐年增加，空气质量恶化。因此，我国应在氮氧化物的排放、转换、传输和沉降等方面研究的基础上，结合现阶段社会经济发展情况和国内外的技术开发使用情况，根据各类污染源的排放特性，开展制定固定源NOx排放标准及NOx排放总量控制的研究，进而制订、完善NOx排放标准，并实施NOx排放总量控制。2、NOx排放情况在有关我国能源利用和酸沉降的研究课题中，在估算SO2、温室气体排放的同时，也对全国NOx排放总量作了初步估算。但是，这些研究工作都不是专门针对NOx排放进行的，对NOx排放并没有进行详细可靠的测试和分析比较，有的只涉及某一地域或某一污染源，缺少对排放现状和趋势的全面、准确和系统的分析。为摸清底数，提出国家控制对策，目前在这方面进行深入研究已势在必行。NOx排放和污染特性比SO2复杂得多。就NOx的排放而言，其排放因子受到多种因素的影响，如炉型、燃烧工况、燃料和工艺等。NOx在燃烧过程中的来源主要有热力型和燃料型两种，两者的重要性视燃烧温度而定，如在温度为1600度以上时，热力氮成倍增加。由于空气中的氮气参与了NOx的形成，因此对NOx排放的计算不能简单地根据物料平衡进行，而需要根据典型燃烧设备、移动源和工业部门排放设备的测试分析结果进行估算。就NOx的污染而言，大气氮氧化物(NOx)和挥发性有机物(VOC)达到一定浓度后，在太阳光照射下VOC和NOx经过一系列复杂的光化学反应，可能产生以高浓度O3和细颗粒物为特征的光化学烟雾。氮氧化物排入大气以后，也会被快速氧化成硝酸(HNO3)和硝酸盐细颗粒物，硝酸盐细颗粒物可输送上千公里，然后发生沉降。因此，确定氮氧化物的污染和沉降量都远较SO2困难，必须同时考虑其大气反应和传输特性。五、关于NOx的控制对策和治理措施1、国外NOx控制情况八十年代以来，世界上许多国家围绕NOx排放控制问题采取了一系列国家行动和国际性合作方案。早在1979年，有33个国家签署了联合国经济委员会关于欧洲长距离越境空气污染公约。1988年11月根据该公约制定了一项议定书，要求到1994年将NOx排放冻结在1987年(或更早年份)的水平上。所有签字国均被要求采用最佳实用技术控制新增固定源和流动源排放的NOx。欧洲在1988年通过了“欧共体关于大型燃烧设备污染物排放限制法令”，要求欧共体1987年7月以前安装的、大于50MW的全部燃烧设备，其NOx排放总量到1993年要在1980年基础上削减10，到1998年要削减30。其中德国、比利时、法国、荷兰和卢森堡等国到1993年削减20，1988年削减40。除上述国际公约外，许多国家还根据各自特点采取了相应的国家行动。如奥地利、比利时、丹麦、德国、意大利、日本、荷兰、瑞典、瑞士、英国和美国等均制定了现有锅炉和新增锅炉的NOx排放标准及国家控制方案。在NOx控制技术方面，上述国家均已应用商业化的低NOx燃烧技术，其中奥地利、日本和德国等已应用商业化的烟气脱氮技术，而美国、丹麦、荷兰、瑞典等国烟气脱氮则处于示范工程阶段。2、我国应开展的NOx控制工作固定源NOx的控制工作应制定相关的排放标准，并结合目前正在开展的SO2和酸雨的污染控制工作来进行。国内外应用与中发展的NOx排放控制技术大致可分为二类：改进燃烧技术以减少NOx的产生和在烟气中去除NOx。在我国进行NOx控制技术的开发应强调技术要适合国情和结合我国目前正在进行的烟气脱硫工作。改进燃烧技术因其经济易行，适合作为NOx控制的第一步。干法可再生系统利用吸附剂或催化剂同时脱除SOx和NOx、选择性非催化还原SNCR、选择性催化还原SCR等技术有的已商业化，有的正在示范，可以达到较高的脱氮效率，但初投资和运行成本较高，宜作为大规模控制NOx的第二步。在烟气脱硫系统FGD上增加脱氮功能由于只增加少量系统投资，不显著增加系统运行费用，已成为研究热点。减少城市因采暖小锅炉排放的NOx还可考虑应用蓄热式电锅炉。机动车NOx的排放量虽然占排放总量的比例不大，但对城市中心区的贡献率较高，尤其是在非采暖期，是形成光化学烟雾的主要来源。对机动车排放NOx的控制应结合目前的城市“双达标”工作，强化在用车的检查/维修制度，对部分排放严重的车辆实行加装尾气催化净化装置、高能电子点火装置、化油器电控补气加闭环三元催化净化装置等技术改造，制订切实可行的淘汰老旧机动车的管理办法，严格执行老旧车报废制度，逐步提高燃料质量，加强城市规划、改善道路条件和强化交通管理等。六、结论我国NOx环境质量标准无论是短期标准或长期标准大都较美国和欧共体国家为严。但目前在空气质量周报中NOx为首要污染物、NOx的API较高的情况与城市汽车保有量猛增、路况恶化而造成的机动车NOx排放量急增密切相关，同时也受到空气质量监测点位与城市规模和建设不相适应的影响。因此，关于NOx环境质量标准的是否进行修订应组织专门人员，进行综合的分析研究后再定。我国NOx排放量目前已超过一千万吨，城市大气中NOx污染也十分严重，并存在着发生光化学烟雾的危险。我国对NOx排放和污染的控制已开始提到议事日程，1995年修订的《大气法》中已明确提出“企业应当逐步对燃煤产生的氮氧化物采取控制的措施”，目前实施的“一控双达标”中也要求重点城市环境空气氮氧化物浓度2000年要达标。但目前均未对NOx排放总量控制和污染源达标排放提出要求，“一控双达标”对NOx是不配套的。因此，应制订并完善污染源NOx排放标准，制订NOx排放总量控制计划，加强控制技术的开发，提出适合我国国情的控制对策，以改善城市大气质量，并巩固SO2和酸雨的治理效果
来源：中国脱硫脱硝资讯网
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