空气质量篇1
【关键词】公共场所;空气质量;监测监督
1公共场所范围与空气质量监测指标
公共场所是供公众从事社会生活的各种场所。公众是指不同性别、年龄、职业、民族或国籍、不同健康状况、不同人际从属关系的个体组成的流动人群。公共场所是提供公众进行工作、学习、经济、文化、社交、娱乐、体育、参观、医疗、卫生、休息、旅游和满足部分生活需求所使用的一切公用建筑物、场所及其设施的总称。例如宾馆、洗浴场所、美容美发场所、影剧院、图书博物馆、体育健身房、歌舞厅、超市商场、候诊室候车室、食堂饭店等。
公共场所空气质量的重要根据是我国标准室内空气质量。综合各个大型公共场所的特点功能明确监测使用的指标:例如空气的温湿度、大小流速、新风量、一氧化碳、二氧化碳、可以吸入的颗粒物、二氧化氮、笨、甲醛、挥发性物质、总数菌落等。
2影响公共场所空气质量的因素
评价公共场所空气质量一般选择微小气候与空气清洁程度。微小气候主要包括温湿度、气流速度、热辐射等因素。这些因素对人体产生了综合作用。其中温湿度带来了极为显著的影响。人体是通过辐射、传导与皮肤出汗向附近空气进行散热。较高或者较低的气温会促使人感到较热与较冷。人体较热时会造成散热不良进一步出现舒张血管、增速脉搏,甚至会出现头晕等系列症状。温度较低时,人体就会降低代谢功能,呼吸与脉搏也会缓慢,促使皮肤较紧,呼吸道减弱了抵抗能力。控制公共场所温度指标包含了出于保护身体健康而编制的保证热舒适感的最佳温度。另外,考虑到对称的热辐射以及分布均匀的温度时空,对垂直、水平温差以及昼夜温度也提出了相关的要求。
温度也显著影响了人体健康。湿度较大则会对人体散热蒸发产生抑制,使人感到不舒服。冬天温度较低,热传导加速则会使人感觉寒冷。当室内温度较低时可吸入尘在空气中中增加了浓度,对空气质量造成影响。温度降低人的呼吸道粘膜将会散失很多水分,降低了防御能力,容易患感冒等疾病。影响人体舒适感的重要因素还有室内气流大小。最佳的风速不但有利于换气通风与净化空气,并且还能很好的刺激人体皮肤,有利于调节体温。
此外,影响公共场所空气质量的因素还包括:一是大量人员流动,人均占有空间极小;二是吸烟和食品制作产生的烟雾加重了空气污染的程度;三是近些年来经济迅速发展,公共场所虽然安装了中央空调,但是缺少净化消毒空气的设备。在建设大部分公共场所的过程中忽略了通风设备。通过监测可知,这些公共场所的二氧化碳和一氧化碳全部超出了国家标准,环境中存在着较低的空气氧分压。人们长时间滞留在这种环境中会出现乏力、胸闷以及心慌等现象。
综合分析,公共场所日益凸显了空气污染问题。为了对人们的身心健康积极保护,迫切需要积极宣传教育,提升人们的环境意识。目前人们已经初步认识到大气和水污染,可是对于公共场所空气污染还是缺乏认识,因此需要利用各种形式宣传公共场所空气污染对人体产生的危害。在对公共场所进行改扩建时应当注意配置相关的通风设施,并且应当由卫生部门实施卫生评价,以便保证公共场所空气质量。促使人们认识到良好的空气质量更加有利于身心健康。此外,还需要进一步加强卫生监督和场所空气质量监测,提升公共场所管理者的素质。
3公共场所空气质量监测监督方法
(一)建立公共场所监测监督部门
1建立公共场所监测质检实验室
监测公共场所空气质量的重要保证便是监测仪器,只有构建质检实验室,修改编制监测公共场所的各种规范、标准,检测公共场所监测仪器质量,积极认证公共场所监测水平,彻底确保公共场所监测质量。
2补充修订目前的规范
虽然公共场所卫生监测技术规范对现场规范监测发挥了关键作用,可是有些地方还是缺乏较强的操作性,实际监测过程中还是没有考虑到一些情况,有必要对其实行补充与修订,详细规定监测点的位置、高度、时间、数量等,使监测现场更加规范,可以获得更加准确的数据。
(二)安装公共场所自动监测设备
1自动监测空气质量装置的安装需要获得国家卫生部门认可。2每月自检至少一次,产生非正常运行或者事故状况,应当确保及时检查,并且储存相关的检查资料。3根据空气质量自动监测装置的操作说明、养护制度要求实行管理工作,同时设置台账。4及时呈报监测数据,为空气质量自动监测装置申报有关的年检和验收等工作。
(三)制定相关技术正确使用中央空调
在目前无法改进中央空调的情况下,需要制定相关的技术要求:1制定预防空调通风系统方案和控制介空气疾病传播。2强化新风系统,加强空气在室内的流通。3保证清洁的空调机房与新风口附近环境,新风的引入需要达到卫生标准。4定期清洗消毒空调系统,运行空调系统之前必须更换与清洗过滤器和过滤网。5及时消毒清洗冷却塔和冷却水系统。6将空气消毒除菌设备安装在中央空调通风系统内部。
(四)处罚有关违法规定的措施
1拒绝上报或者谎报公共场所空气质量监测数据。2无法正常使用或者自行改变公共场所空气质量监测装置,同时获得的监测数据与现实情况严重不符。3公共场所空气质量监测设备产生故障没有立即上报,没有经过批准自行停止使用或者采取对应的方法。4缺乏一定的条件造成公共场所空气质量监测工作不能开展或者无法运行自动监测设备。5对公共场所空气质量监测拒绝及阻挠或者在被检查过程中造假。
4结束语
近些年随着我国经济的快速发展,不断深入开展公共场所监测监督工作,人们逐渐开始提高了公共卫生意识,开始重视室内空气质量,由于公共场所环境污染带来的各类疾病严重影响了人们的生活工作,所以,全社会普遍关注公共场所空气质量监测,提高公共场所空气质量,确保人类身体健康,需要从根本做起,对各种室内建筑、装饰、使用工具所引发的空气污染严格进行控制,尽可能减少污染产生的根源,同时增加监督监测工作的强度,编制更加实际有效的监测监督标准,为人们制造一个清新美好的生活工作环境。
参考文献
空气质量篇2
1.1研究区概况和采样点布设
本文选择武夷学院校园的空气负氧离子为研究对象。武夷学院位于海峡西岸经济区绿色腹地,坐落在“世界文化与自然遗产地”———武夷山市。校园依山傍水,湖光山色,鸟语花香,四季如画,被授予“全国绿化模范单位”、多次获得福建省省级“花园式单位”“园林单位”等荣誉称号。现校园占地面积2千余亩,在校师生万余人。采样点布设按校园不同功能区划分,主要划分为四个:生活区、景观区、活动区和教学办公区。具体分别为学校食堂门口(学生生活区内,人流量大,空气对流较差)、校内茶园(茶山地势较高、人流量最少,空气流通好)、学校操场(周边绿化好、人流量一般,空气流通好)和聚贤楼(用于教学办公楼,位于天心湖旁和校园主干道旁,人流量一般,空气对流一般)。
1.2测量仪器及方法
测量采用日本原产(负离子协会推介产品)KEC-900型空气正、负离子测试仪。仪器使用重要参数如下:空气流速:200cm/s;测定范围:10ions/cc-1999000ions/cc;湿度≤99%R.H(不凝结水);工作温度:-20°C-60°C等。由于空气负氧离子浓度瞬时变化较大,测量时将仪器置于支架上,离地面约30cm,并在每个观测点按东、西、南、北四个方向瞬间分别读数,取四个方向的平均值作为此观测点的负氧离子值。所测数据用Excel软件处理。
2结果与分析
2.1不同功能区负氧离子浓度水平
选择四个不同功能区(见上文),于2014年5月5日至8日连续四个晴天进行负氧离子浓度测定,时段为7:00至19:00,每次测定持续20min,取平均值进行研究。从图中可以看出负氧离子浓度水平为:后山茶园>学校操场>聚贤楼>学校食堂。结合具体采样点自然和人类活动环境进行分析,学校食堂在人流量大,空气对流较差等环境影响下负氧离子浓度水平为功能区最低;后山茶园地势较高、人流量最少,空气流通好,其负氧离子浓度水平为功能区最高;学校操场和聚贤楼人口密度和空气对流情况介于上述二者中间,负氧离子浓度水平也介于中间。可见反映了不同功能区负氧离子浓度受人类活动力度、海拔高度、空气流通状况、动态水体和植被分布等综合因素影响。这与负氧离子浓度空间分布不均匀,由市中心向郊区逐渐增大,随海拔高度的增加而增加等研究结果一致。
2.2天气变化和日变化对后山茶园负氧离子浓度影响
为了进一步研究空气中负氧离子浓度受天气变化和日变化的影响,选择了校园人类活动强度最弱的后山茶园为研究对象,进行晴天、阴天、小雨和暴雨四个不同天气条件,以及7:00-8:00、13:00-14:00和18:00-19:00三个日不同时刻的负氧离子浓度测量。测量结果如图2所示。具体分析如下:
(1)从不同天气条件来看,负氧离子浓度水平为:暴雨天>小雨天>雨后阴天>晴天。雨天条件下负氧离子浓度更高的主要作用机理是:水的Lenard效应使水分子裂解,暴雨的跌撞等自然过程中的水自上而下,在重力的作用下高速运动,使水分子裂解,产生大量空气负离子,并且空气湿度高时,负氧离子O2-易与水分子结合,形成负氧离子团簇O2-•H2O,这种团簇对负氧离子的寿命具有较大的影响。但文中阴天条件下负氧离子浓度高于晴天的这一结果与曾曙才等的研究不一致,主要原因可能与选择测定的阴天出现在雨天后还是紧继晴天后有关。本项目选择雨天后的阴天天气进行测定,在雨后的湿度影响下,阴天的负氧离子浓度会有所增加。表明了空气负离子浓度与相对湿度之间存在正相关,与已有研究结果一致。
(2)从日不同时刻观察,负氧离子浓度水平在晴天、阴雨天基本上为:上午>傍晚>中午,可见负氧离子浓度水平有明显的日变化特征。主要因为中午气温高,负离子浓度与气温存在指数负相关,这与已有研究结果相同。但是暴雨天气下,由于不同时间段雨量的不稳定变化,当中午雨量占日雨量明显优势时,其负氧离子也呈现日时段的最大值,关于该方面尚未见报道。该变化体现了空气负离子浓度的最主要气象因子是空气相对湿度,其次是光照强度,最小为气温。这与已有研究结果一致。
2.3校园空气质量评价
世界卫生组织(WMO)规定清新空气的负氧离子标准浓度为1000-1500个•cm-3,并以400个•cm-3作为旅游区空气负氧离子的临界浓度。目前国内尚未形成负氧离子浓度与空气质量和人体健康的统一标准,本文参考文献中常用标准进行校园空气质量评价。结合以上标准对武夷学院校园晴天条件下空气清新程度和与健康的关系进行评价。可见该校园整体空气质量等级可以稳定达到四级或者三级,空气较清新或清新,有利于增强人体免疫力、抗菌力或杀灭、减少疾病传染。同时该结果是在晴天条件下测定的相对保守评价。如果是雨天或者暴雨天随着负氧离子浓度增加,空气更加清新(可达到一级空气质量),对人体有利度增加,甚至具有治疗和康复功效。可见,武夷学院校园整体空气质量可以与国内大多公园、湖泊、森林、乡村、田野、旅游区等相媲美。这样的空气质量与武夷学院校园位于旅游城市、校内人均占地大(2千余亩,约1万5千名在校师生)、建筑物间距大、楼层低(最高为五层)、空气流通好、绿化面积高以及依山傍水等整体生态环境有关。
3结论与讨论
(1)校园不同功能区负氧离子浓度水平排序为:后山茶园>学校操场>教学区>学校食堂。反映了不同功能区负氧离子浓度受人类活动力度、海拔高度、空气流通状况、动态水体和植被分布等综合因素影响。
(2)研究空气中负氧离子浓度受天气变化和日变化的影响:负氧离子浓度水平为:暴雨天>小雨天>雨后阴天>晴天;上午>傍晚>中午。表明了空气与相对湿度之间存在正相关,与气温存在指数负相关。
(3)武夷学院校园整体空气质量等级可以稳定达到四级或者三级,空气较清新或清新,有利于师生健康。这样的空气质量与武夷学院校园整体良好生态环境有关。
(4)影响空气负氧离子浓度的因素很多,本文是在自然和人为综合影响下测定的,建议今后做室内模拟实验分析气象单因子(气温、湿度、风向、风速、光照等)影响,明确其影响机理,为提高空气中的负氧离子浓度,改善环境质量提供依据和方法。
空气质量篇3
一、工作目标
(一)全年环境空气质量优良天数达到300天以上;
(二)2012年一季度环境空气质量优良天数力争不少于70天。
二、时间安排
三、组织领导
2011年秋冬季环境空气质量保障工作由区环境空气质量管理领导小组统一领导,领导小组办公室(设在环保分局)负责组织协调。各成员单位具体实施。
四、工作职责与任务分工
(一)区环境空气质量管理领导小组办公室
1、负责组织实施《市区2011年秋冬季环境空气质量保障方案》,协调解决大气污染防治工作中的突出问题,定期检查并通报工作进展情况。
2、负责对全区范围内的环境卫生进行巡查督办。重点督促协调各乡街和相关部门做好对扬尘污染源的整治工作。
(二)环保分局
1、每月对全区环境空气中主要污染物浓度及道路扬尘污染情况进行监测,并公布监测结果。
2、加强工业粉尘、燃煤烟尘、二氧化硫排放企业的运行监管,确保除尘、脱硫设施正常运行,污染物达标排放;严厉查处主要交通干线两侧燃煤设施及建成区内燃煤锅炉冒黑烟问题。
3、负责对全区工业用煤单位的用煤煤质情况进行专项监督检查。
4、负责秸秆禁烧督查工作的统一监督管理,组织实施秸秆禁烧的现场检查和执法。
(三)区市容园林局
1、负责对所管辖范围内出土、拆迁工地出入口自动冲洗设施的安装、使用情况进行监督检查。
2、负责做好道路保洁工作,确保所管辖范围道路不积尘,有效提升道路保洁质量。除雨天或者低温天气外,城区主要道路至少每日冲洒1次,以减少道路扬尘污染,必要时按照区环境空气质量管理领导小组办公室的要求增加道路冲洗频次。
3、负责组织实施渣土清运车辆专项整治行动。
4、负责对全区园林绿化施工工地的扬尘污染防治措施进行落实。
5、加强道路保洁人员教育,杜绝露天焚烧落叶、垃圾行为。
6、负责落实企业“门前”三包责任,加强对临街墙立面、门头改造施工过程中的扬尘管理。
(四)区建住局
1、负责对全区建筑施工工地内部各项防尘措施落实情况进行监督管理。
2、负责对全区商品混凝土搅拌站、预制砂浆企业内部各项防尘措施落实情况进行监督管理。
3、对一年内有三次以上(或同时有三个以上承建项目)严重违反大气污染防治相关规定的建筑施工单位,暂停其投标资格并取消项目经理资质。
4、对一年内有三次因扬尘污染问题被查处的商品混凝土搅拌站和预制砂浆企业,应限期停产进行整改,整改不到位的不得恢复生产。
(五)区城管执法局
1、负责督促全区各类施工工地围挡设置不规范、驶出施工工地车辆车轮带泥上路污染路面、拆除房屋和清运建筑垃圾未采取湿法作业以及渣土清运车辆沿途抛撒等问题进行监督管理和依法查处。
2、负责对驶出商品混凝土搅拌站、预制砂浆企业以及各类储煤场所的车辆污染路面问题进行监督管理和依法查处。
(六)区交通运输局
1、加强所属公路的清扫保洁工作及洒水作业,不断提升保洁质量。
2、负责对所属公路养护、道路保洁人员做好宣传教育,坚决杜绝在各级公路沿线焚烧落叶和垃圾。
3、负责做好营运车辆排气污染的监督管理工作,并负责对机动车排气污染维护治理单位日常维护活动的监督管理,确保维护治理的机动车达标排放。
(七)公安分局
1、负责对建筑垃圾和渣土清运车辆违反相关交通法规的行为进行查处。
2、负责运行状态下“冒黑烟”车辆的查处工作。
3、配合区市容园林、城管执法等部门对建筑垃圾和渣土清运车辆进行整治。
(八)区城改办
1、负责对所属城改施工工地内部各项防尘措施落实情况进行监督管理。
2、负责对城改拆迁及建设过程中的扬尘污染防治工作进行规范。
(九)区经贸局
1、负责对全区煤炭交易市场的防尘措施进行监督管理,确保不进行作业的煤堆均能采取覆盖、喷淋等防尘措施,凡驶出车辆必须洗净车轮。
2、对各类废旧物资回收加工场所监督检查,杜绝废旧物资回收加工中焚烧废气超标排放现象。
(十)区水务局
负责对全区采砂场、贮存点扬尘防治工作进行监督管理。
(十一)各乡街
1、负责做好辖区范围内的垃圾、秸秆、树叶的禁烧工作。
2、积极配合相关部门做好辖区范围内的环境空气质量保障工作。
(十二)区监察局
负责对各乡街及区环境空气质量管理领导小组各成员单位落实本实施方案情况进行督查。
五、工作措施
(一)当区环境空气自动监测站API指数达到或超过90时,由区环境空气质量管理领导小组办公室下达“环境空气质量预警单”,督促各成员单位立即采取有效措施遏制API指数上升趋势。
(二)区环境空气质量管理领导小组各成员单位要结合各自工作职责,立即开展扬尘污染大检查,对检查中发现存在扬尘污染问题的各类施工工地,一律要求停工整改,整改达标并通过验收后方可继续施工。
(三)对无法达到我区工业企业用煤煤质要求的储煤单位,一律责令用煤单位限期更换,并对供煤单位进行处罚,必要时清出我区市场。
(四)由公安分局牵头,区环保、交通等部门配合,对“冒黑烟”机动车进行集中整治。
六、工作要求
(一)各成员单位要统一思想,提高认识,把秋冬季环境空气质量保障工作作为落实科学发展观和构建和谐的一项重要举措,切实抓紧抓好,抓出成效。
空气质量篇4
关键词:空气质量流量计;诊断
中图分类号:U47文献标识码:A
1概述
发动机空气流量传感器安装在空气滤清器和节气门之间,偶尔它能“插入”到空气滤清器壳体内或装在进气通道中的传感器管段中。用来测定吸进发动机中空气的体积流量(m3/h)。现在测量负荷的传感器被优先选用,热线式和热膜式空气质量流量计都属于“热式”负荷传感器。这两种型式的空气质量流量计的工作原理相同。一个电热元件安装在进气空气流中,它被吸入的空气流冷却。由控制回路调整加热电路中电流的大小,使受热的热线(热膜)与吸入的空气之间温度的差值调整为一个常量。因此就可以通过测量维持恒定温度差的加热电流的大小,来反映实际流人的空气质量的大小。这种原理的空气质量流量计,能够自动补偿空气密度变化带来的影响,而这也是确定流入空气从电热元件吸收热量多少的重要方法之一。HFM2、HFM5、HFM6、HFM7与HFM7-1P热膜式空气质量流量计,其测量精确度比以往的空气质量流量计有了很大提高,如图1HFM5热膜式空气质量流量计所示:测量逆向气流,监测的精确性进一步提高,从而保证发动机最佳运行特性和最佳动力性,实现更低的燃油消耗、更低的排放水平。
2、空气质量流量计的诊断
空气质量流量计与发动机控制单元(如图2)空气质量流量计与发动机控制单元系统图如图所示。空气质量流量计上有三个端子和四个端子两种。它们共同的特点是电源系统都供给空气质量流量计电压12V;及空气质量流量计把计算出来的进气量以电压的形式通过导线传给发动机控制单元;为了防止干扰,空气质量流量计与发动机控制单元直接通过导线连接构成回路即信号回路采用双线制。不同点三线没有发动机控制单元供空气质量流量计的5V基准电压。
通过空气质量流量计与发动机控制单元系统图,就能得出空气质量流量计的工作范围:
1)空气质量流量计没有12V的电源电压的故障。
2)空气质量流量计没有5V的基准电压的故障。
3)空气质量流量计本身的故障
4)空气质量流量计与发动机控制单元之间线束的故障。
5)发动机控制单元的故障。
为了达到提高维修效率和一次修复率的目的,特设计如图3(故障诊断流程图)。以下就用卡罗拉、帕萨特车型进行详细分析:
2.1观察症状
空气质量流量计出现故障主要症状表现在:故障灯亮、发动机怠速不稳、抖动(怠速不良)、喘抖/加速不良(操纵性能差)、刚刚起动后发动机失速等。在进行检测前,应仔细辨认发动机的故障症状。有时还能发现尾气冒黑烟或闻到刺鼻的味道。当看见发动机故障灯亮时,应连接仪器读取故障码。
2.2读故障代码
只要出现故障代码,则说明控制单元已经辨别出传感器的信号已经超出规定值的阈值范围。
故障代码必须理解其故障含义,检查应有针对性。
当出现质量或体积空气流量电路低输入的故障含义时,应直接检查空气质量流量计的电源电路。如图4(卡罗拉空气质量流量计电路图)所示。用试灯分别检查3号端子电源12V和4号端子传感器到ECM的接地情况。如图5(帕萨特空气质量流量计电路图)所示。用试灯分别检查2号端子电源12V和3号端子传感器到ECM的接地情况。用万用表检查4号端子基准电压5V。在保证电源没有任何问题后,就要检查元件及信号线的情况。
元件的检测。卡罗拉车型,只需元件供上12V的电源,测量5号端子的电压,帕萨特车型,电源要连接12V和5V。用万用表测量5号端子的电压,如果没有电压,说明元件损坏,只要有电压,说明元件输出信号。接下来就是信号线及各个端子了,用万用表检查导线通断后及信号线对地短路。
当出现质量或体积空气流量电路高输入含义时,这时在电源方面,无需考虑正极,只需测量元件的接地线情况。元件的检测与上述操作一致,只不过检测信号电压时,看电压是否大于等于5V,大于等于5V说明元件内部对电源短路,元件已损坏。小于5V,则元件是好的。接下来就是信号线及各个端子了,用万用表检查导线通断后及信号线对电源短路。
我们将元件、线束包括各连接端子都检查后,发现没有问题,按排除法只有控制单元有问题了,只能更换控制单元。
2.3分离隔离对比法
当故障灯没有亮,调取故障代码又没有的情况下,这说明控制单元接收到空气质量流量计的电信号。此故障症状又非常像空气质量流量计故障,比较简单而且非常直观的方法就是分离隔离对比法。当隔离元件时,发动机控制单元检测出元件故障,当动机能通过转速传感器及节气门位置传感器信号替代空气质量流量计信号工作。
将空气质量流量计的连接端子拔下,观察发动机在故障非常明显工况下的症状。症状明显缓解,就说明空气质量流量计的错误信号导致发动机出现故障。如果配件充足,还可以采用更直观的替换对比法。
判断出元件故障范围时,应进行数值验证,这样可以减少误判的可能性。传感器的错误信号可以通过两种检测手段获得。
1)读取静态实际值
在发动机症状比较明显的情况下,读空气质量流量计的实际值是没有多大价值的。因为这时进气道内空气波动很大,所以导致实际值一直在变化。以这时的数据为依据,这肯定是站不住脚的,会导致误判。
空气质量流量计有参考价值的应是静态实际值,这时进气道内的空气是静止的。同时这也是空气质量流量计信号的起点。卡罗拉发动机不运转,点火开关置于ON(IG)位置30秒钟后,MAF实际值应低于0.23g/s。如图6(卡罗拉空气实际值)所示。
2)读取动态实际值
如表1(发动机在各个工况下正常实际值)所示。在发动机的运转比较平稳的工况下读取实际值与表中的实际值进行对比。实际值相差较多就可判断发动机控制单元接收了错误的信号。
如图7(卡罗拉空气量与发动机转速实际值)所示。连续监测实际空气质量和发动机转速。利用纵坐标可以看清在不同的转速下实际空气质量。只有这样才能判断出空气质量流量计信号的准确性。
当空气质量流量计的连接端子拔下,发动机的故障症状没有明显变化。说明空气质量流量计没有发出错误信号。如果继续判断是空气质量流量计故障,则只可能是线束、控制单元或包括连接端子有故障。
排除故障后,应进行修复后的验证,系统正常后,应再次读故障码,包括在维修时涉及到得其它系统的故障码,必须消除。
结语
通过设计合理完整的诊断流程,以故障症状入手,充分利用现有检测设备,尽可能少的拆解步骤,提高了诊断效率及准确率。大量减少了不必要的拆解步骤,无论是在教学中还是在生产实践工作中,将起到很好的指引作用。使一些盲区及疑难杂症迎刃而解。培养应用设备分析问题的能力。
参考文献
[1]朱军.汽车故障诊断方法[M].北京:人民交通出版社,2008.
[2]吴森.汽油机管理系统[M].北京:北京理工大学出版社,2002.
空气质量篇5
关键词室内空气品质评价标准计算流体力学
室内是城市中大多数人工作与生活的场所,人们在室内的时间约占总时间的80%以上,所以人们的日常生活、身心健康、工作效率等均与室内环境状况有关。随着人们生活水平的提高,居住环境的改善,家庭装修变得异常火热。根据中国建筑装饰协会的统计数据,我国新建住宅装修率达到了95%以上。而有机合成材料在室内装饰及设备用具方面的广泛应用,致使室内挥发性有机化合物(VOC)气体大量散发,严重恶化了室内空气品质。此外,由于20世纪70年代的全球能源危机,能源消耗面临严峻的考验,现代建筑物密闭程度增加,新风量不足,使室内空气污染物不容易扩散,增加了室内人群与污染物的接触机会,出现了由于建筑本身不环保不卫生而导致的“病态建筑综合症”(SickBuildingSyndrome,SBS)。世界卫生组织(WHO)估计[1],世界上有将近30%的新建和整修的建筑物受到SBS的影响,大约有20%~30%的办公室人员常被SBS症状所困扰。因此,继“煤烟型”、“光化学烟雾型”污染后,现代人正进入以“室内空气污染”为标志的第三污染时期。
1室内空气品质与舒适性
空气品质是描述空气质量好坏的概念,它是指空气的温度、湿度、气流速度、洁净度等空气指标的综合效应。舒适性是指人在温和环境中的热感觉,当感觉不冷不热时,这个环境就是舒适的环境;反之当感觉到热或者冷时,这个环境就是不舒适的。人的健康、自身感觉及工作能力在很大程度上取决于室内的舒适状况。换句话说,舒适性是人体对空气环境的满意程度,是人体对空气品质的主观反映。室内的气流直接影响室内的温度场、速度场和污染物的分布[2],这些量关系到室内人员的舒适感,随着人们生活水平的日益提高,如何创造舒适的室内环境越来越受到人们的重视。
通过室内舒适性和空气品质的研究,可看出它们有着本质的、密切的联系。如影响舒适性的主要因素——空气温、湿度影响着人对室内空气品质的感觉。丹麦技术大学新的综合性研究证明[3],感知的空气品质受到空气湿度和温度的强烈影响。实验表明,保持适当低的湿度以及全身热舒适性中所要求温度范围下限的温度是有利的,这样可以减少病态建筑综合症的发生。气流组织形式不仅对舒适性有作用,而且可提供高品质的室内空气。合理的空气流动有助于创造舒适的室内环境,同时还能稀释室内空气中的污染物浓度,或及时排除室内污染物。较高的洁净度,即污染物(尘、菌、CO2、NH3、氡、甲醛等)对舒适性也有着至关重要的影响,而且这种影响在一定程度上超出了温、湿度的影响。舒适性和空气品质的研究往往是同时展开的。
2室内空气品质与通风效率
室内通风或空气调节的意义主要体现在以下两个方面:(1)为室内人员提供呼吸所需要的新鲜空气、稀释和去除室内气味、污染物,改善和维持良好的室内空气品质。(2)除去室内的余热余湿,为室内人员创造舒适宜人的室内环境。随着人们对室内空气品质要求的不断提高,通过通风来改善室内空气品质已成为一个重要的手段。
通风效率(VentilationEfficiency)表示送风排除室内余热及有害物的迅速程度,它从整体上反映一个通风系统新风的有效利用情况,是衡量通风系统有效性的主要指标[4,5],对保证室内空气品质满足舒适性要求有重要的使用价值。通风的有效性主要是指:供给足够的新风量,恰当的送风量,理想的送排风布局,提高通风效率[6]。发挥通风有效性,既要注重新风的量,更要注重新风的质。合理确定新风口的位置,采集高品质的新风,尽量减少或者消除新风处理、传递和扩散中的污染。然而,在有关空气品质的研究中,国内大多数的工作是以整个房间为控制体,忽略了通风效率与室内污染物浓度的关系。
在通风房间内,新风量和风口位置、送风特性决定着室内空气的温度、相对湿度以及污染物的分布。因此有效的通风和合理的气流组织对于改善室内空气品质,控制室内空气污染物水平,保证实现健康建筑有着重要的意义。
3室内空气品质评价方法及标准
室内空气品质的定义在近20年中经历了许多变化,最初,人们把空气品质几乎等价为一系列污染物浓度的指标。1989年,丹麦科技大学的FANGER教授在空气品质会议上提出了室内空气品质的定义:品质反映了满足人们要求的程度,如果人们对空气满意就是高品质,反之就是低品质[7];英国的CIBSE(CharteredInstituteofBuildingServicesEngineers)认为如果室内50%以下的人能感觉到任何气味,20%以下的人感觉到不舒服,10%以下的人感觉到粘膜刺激,而且5%以下的人在不足2%的时间内感到烦躁,则可认为此时的室内空气品质是可接受的[8]。这两种定义都将室内空气品质完全变成了人们的主观感受。
近年来,美国ASHRAE(AmericanSocietyofHeating,Refrigerating,Air-ConditioningEngineers)标准62-1989R中,提出了“可接受的室内空气品质”(AcceptableIndoorAirQuality)和“感受到的可接受的室内空气品质”(AcceptablePerceivedIndoorAirQuality)等概念[9]。可接受的室内空气品质是:空调房间中绝大多数人没有对室内空气不满意,并且空气中没有已知的污染物达到了可能对人体健康产生严重威胁的浓度。感受到的可接受的室内空气品质是:空调房间中绝大多数人没有因为气味或刺激而表示不满。在这一标准中,考虑到客观指标和人的主观感受两方面的内容,从而使该标准,较为科学和全面。
2003年我国实施了“GB/T18883—2002室内空气质量标准”,将室内空气质量定义为:室内空气应无毒、无害、无异常嗅味,并规定了一系列与人体健康有关的物理、化学、生物、放射性等污染物的限量值。
3.1室内空气品质标准
随着室内空气品质定义的不断完善,各国也相应的出台了一些室内空气品质标准。
3.1.1我国的IAQ标准
要对室内空气品质进行评价,必须建立相应的评价标准。通过近20年的努力,我国初步建立起一套关于IAQ的评价系统。表1大体总结了我国政府公布并实施的相关法规。
表1我国IAQ评价标准
相关标准主要内容
民用建筑工程室内
环境污染控制规范
GB50325—2001强制性国家标准
根据使用功能和个人暴露时间,民用建筑划分为两类,分别确定其控制要求,建立包括辐射性氡、甲醛、氨、苯、TVOC在内的5种化合物的限值
室内空气质量标准
GB/T18883—2002应用于民用建筑和办公建筑,规定了有关化学、物理、生物、放射性的19种
控制指标
GB50325—2001、GB/T18883—2002等国标提出了一套室内空气质量的控制指标,对于进行室内空气质量评价,改善室内环境具有重要的意义。
3.1.2国内外IAQ标准的比较
世界各国对IAQ已有深入研究,但目前除我国外,还没有一个国家系统地制订出IAQ标准,主要原因在于IAQ管理及实际操作中的困难性。部分国家和地区制订的IAQ相关标准有:加拿大的居民室内质量指引、办公楼空气质量技术指南、公共楼房过滤细菌污染认识与管理指南;日本的楼房卫生保养法、楼房卫生条例、办公楼卫生条例[10];新加坡的办公楼良好室内空气质量指引、楼房控制法规、机械通风工作守则;韩国的公共卫生法;美国的可接受的IAQ通风标准[11];中国香港的办公室及公共场所室内空气质量管理指引等。
比较我国与其他国家地区的IAQ标准,可以总结出如下特点:
(1)目前世界各国制订IAQ相关标准的目的不同,内容不统一,而且多为推荐标准,总体上可以归纳为5类:空气污染卫生基准、职业安全标准、公共场所IAQ标准、居民住宅IAQ指导标准、暖通空调的行业标准(HVAC)。
(2)与发达国家相比,我国IAQ标准基于我国室内空气的特点包含的指标较多。
(3)发达国家的机械通风行业标准一般包括IAQ标准,而我国则在IAQ标准中包含一些暖通方面的指标。
(4)由于各国国情不同,室内污染特点不同,人种、体质特性不同,因此,各国IAQ标准值是有差别的。
3.2室内空气品质评价
随着人们对室内空气品质认识的逐渐深入,对室内空气品质的评价也越来越科学全面。室内空气品质评价是人们认识室内环境的一种科学方法,它是随着人们对室内环境重要性认识不断加深而提出的新概念。
室内空气品质评价是对某个具体环境的各环境要素进行比较分析,分析其室内空气质量的主要影响因素,预测其在一定时期内的变化趋势,评价其对人群工作、生活的适宜程度,并提出经济可行的控制治理措施。室内空气品质评价的目的在于:(1)掌握室内空气品质的状况及其变化趋势,以便展开室内污染的预测工作;(2)评价室内空气污染对健康的影响,以及室内人员接受的程度,为制订室内空气品质标准提供依据;(3)弄清污染源(如建材、涂料等)与室内空气品质状况的关系,为建筑设计、卫生防疫、控制污染提供有力依据。
当前,室内空气品质评价一般采用量化监测和主观调查相结合的手段[12-13],而评价标准也从单纯的客观标准逐渐发展到与主观感受相结合。现将国内外评价室内空气品质一些较为成熟的评价方法和评价指标做一简要介绍。
3.2.1主观评价和客观评价相结合的综合评价方法
这一评价过程主要有3条路径,即客观评价、主观评价和个人背景资料[13,14]。
客观评价就是直接用室内污染物指标来评价室内空气品质的方法,即选择具有代表性的污染物作为评价指标,全面、公正地反映室内空气品质的状况。国际上通常选用CO2、CO、HCHO、可吸入性微粒、NOX、SO2、室内细菌总数,加上温度、相对湿度、风速、照度以及噪声共12个指标来定量地反映室内环境质量。这些指标可以根据具体对象适当增减,我国国标中有19个评价指标。
主观评价主要是通过对室内人员的询问得到的,即利用人自身的感觉器官进行描述和评判工作。这些评价用国际通用的调查表方法来规范和量化,主要归纳为4个方面的内容:在室者和来访者对室内空气不接受率,对不佳空气的感受程度,在室者受环境影响而出现的症状及其程度。
个人背景调查中一部分是排他性调查,另一部分是个人资料调查,主要用以排除非室内空气品质因素所引起的干扰以及潜意识对评价的影响,以有助于作出正确判断。
最后综合以上3条路径的资料,通过统计分析,来评价室内空气品质。根据要求,可评定室内空气品质的等级、作出仲裁、提出咨询意见或提供整改对策与措施。
3.2.2olf-decipol定量空气污染指标
丹麦的Fanger教授提出用感官法定量描述污染程度[15]。他采用olf(污染源强度)和decipol(空气品质感知值)作为评价室内空气品质的指标。该方法定义为:1olf为一个“标准人”的污染物散发量,其他污染源也可用它来定量。并用decipol来定量空气品质。1decipol表示用10L/s未污染的空气稀释1olf污染后所获得的室内空气品质。同时结合IAQ主观评价指标PDA(预期不满意百分比)来评价室内空气品质。
3.2.3空气耗氧量COD
空气耗氧量是由前苏联学者于20世纪80年代提出的。空气耗氧量是指利用有机物的被氧化特性,通过一定的方法测定室内VOC(VolatileOrganicCompound)被氧化的空气耗氧量,以表征室内VOC的总浓度。其原理是基于空气污染物中的有机物可被重铬酸钾—硫酸液完全氧化;根据有机物被氧化时消耗的氧气量即可推算出空气耗氧量的含量[16]。
据测定,COD随室外空气污染与室内污染来源如人群活动、吸烟、臭源的程度不同而变化,且与室内空气品质的其他指标如CO2、空气负离子、甲醛、微生物均有明显的相关性,说明它是综合性很强的室内空气污染指标,和其他指标既有联系,又具有本身的相对独立性(反映室内有机物的浓度),为VOC定量评估及室内空气品质的评价提供了有利条件。
3.2.4CFD技术
随着计算机技术、数值模拟技术的发展,利用计算流体力学CFD(ComputationalFluidDynamics)对室内空气流动进行数值模拟的方法应运而生。CFD数值模拟法是通过计算机数值计算和图像显示,对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析。它可以模拟室内空气中气流的运动状态和污染物在空气中的分布状况。简单地说,该方法就是在计算机上虚拟地做实验,依据室内空气流动的数学物理模型,将房间划分为小的控制体,把控制空气流动的连续的微分方程组离散为非连续的代数方程组,然后结合实际的边界条件在计算机上进行数值求解。只要划分的控制体足够小就可认为离散区域上的离散值代表整个房间内空气分布情况[17]。其理论依据是质量、动量以及能量三大守恒定律[18-20]。
4CFD技术在室内空气研究中的应用
CFD在暖通空调工程中的应用始于1974年,由于数值模拟方法具有周期短、费用低、并且能够预先进行等特点,因此目前被看成是室内空气品质评价最有希望的一种有效工具。国外在这方面发展较快,目前国内也有一些大学或科研机构在对此进行研究。从国内外研究动态来看,目前的相关研究还较多局限于边界形状比较规则的定常室内气流特性和气流品质问题。同时,对室内湍流流动的影响的研究还不深刻。
利用CFD技术研究室内空气品质问题,主要是通过求解偏微分方程,得到室内各个位置的风速、温度、相对湿度、污染物浓度、空气龄等参数,从而评价通风换气效率、热舒适和污染物排除效率等[21],并可结合人体舒适的评价标准,来考察舒适性在室内的分布情况,因此近10年来得到了长足的发展。随着计算机运算速度的提高、计算流体模型的完善,数值模拟方法将会成为室内空气客观评价的有效工具,并在模拟室内空气的流动特性方面发挥巨大的作用。
笔者认为,目前用CFD模拟室内空气状况还存在以下问题:
(1)目前,国内外对于室内空气的研究主要集中在对室内通风状况及气流分布情况的研究、热舒适度(温度场)等方面的研究,而对于室内相对湿度和洁净度即室内污染物浓度的研究则不够深入;
(2)现阶段对室内空气的研究大部分是对房间通风的研究,对带有净化器的房间的模拟还较少。随着人们生活水平的不断提高,净化器走进普通居民家中也将成为一种趋势,研究净化器的工作对室内空气的影响有实际意义。
屈伟等[22]应用FLUENT数值模拟法结合污染物检测评价法,模拟了某办公室(见图1)密闭若干小时和通风一定时间后,房间内甲醛浓度的变化。这是与《室内空气质量标准》(GB/T18883—2002)中所要求的状况完全一致的模拟。
图1办公室的几何模型
a房间密闭6hb密闭12h之后通风3min
图2距地板1.2m处甲醛浓度分布图
图2为距地面高度1.2m处的甲醛浓度分布图,a、b两图分别显示了房间密闭6、12h后通风3min的甲醛浓度分布情况。
图3中a、b两图分别为房间内B点在密闭和密闭12h后通风情况下的浓度随时间的变化趋势。
a房间密闭工况b密闭12h之后通风工况
图3B点甲醛浓度随时间的变化
通过模拟室内甲醛浓度的变化情况,使实际监测工作者对室内污染物的分布、扩散、房屋密闭时间、采样不均匀性等诸多方面有了更进一步的认识。
由于污染物的浓度在房间内不是均匀分布的,因此要根据现场情况结合室内空气流体力学的模拟结果合理地选择采样点,并要严格遵守国标规定的房间密闭时间。本实验还探索建立了与实验检测相似的模型,数值模拟的结果可以从时间、空间的不同角度反映出一个先密闭后通风的办公室中污染物的变化规律,这是实验检测难以做到的,为实验研究提供了理论依据。
5展望
随着计算机技术的迅速发展和CFD软件的不断开发与完善,用CFD计算模拟室内任意一点的污染物浓度及室内空气整体的状态和趋势已经越来越受到人们的青睐。研究室内污染物分布规律对开发经济有效的技术措施,控制工作区空气品质具有重要的理论意义和实用价值。
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空气质量篇6
不久前,中国清洁空气联盟联合清华大学、环保部环境规划院、环保部环境工程评估中心等科研机构的环境专家共同完成《中国空气质量管理评估报告(2016)》(简称报告),对2015年各省的空气污染治理情况进行了评估。该报告以环境状况公报及其他公开数据为基础,从空气质量状况、污染物排放控制进展、空气污染治理难度等方面梳理了大陆地区除之外的30个省、自治区和直辖市在2015年的表现,分析了各地区PM2.5、PM10、臭氧、氮氧化物、一氧化碳、硫化物6种主要污染物、汞及其他温室气体的排放和污染情况,并揭示了这些污染物的主要来源。报告同时显示了一些新的空气污染特点。
颗粒物浓度仍超标
报告涉及的6种主要污染物的排放情况表明,2015年,颗粒物仍然是我国空气污染的主要因素,其中PM2.5和PM10超标的省(市)最多,其次是二氧化氮和臭氧,二氧化硫和一氧化碳则全部达标。
2015年,PM2.5重点控制区域中的天津、河北、山西、山东、江苏、浙江、珠三角、重庆均提前达到“国十条”提出的2017年PM2.5年均浓度下降目标。全国74个重点城市中,空气质量达标的城市数量从2014年的8个增长到11个。其中,在2014年成为全国首个空气质量达标的超大型城市之后,深圳市2015年的PM2.5浓度继续下降,并且计划在2022年达到世界卫生组织提出的第二阶段过渡目标(PM2.5年均浓度达到25微克/立方米)。
2015年,PM2.5重点控制区域中的北京、天津、河北、山东、山西、上海、江苏、浙江、珠三角、重庆10个省(市)/地区PM2.5年均浓度相比2014年平均降幅达11.34%,不少省区市提前达到了“国十条”的2017年下降目标。北京、上海距离目标还有一定差距,且北京差距最大。
比较全国的PM2.5污染程度,可以发现全国PM2.5污染程度总体呈显著下降趋势,但内蒙古、吉林、辽宁三省区交界处的区域污染呈轻微的逐年上升趋势。
2013~2015年全国近地面PM2.5浓度卫星反演图显示,2015年PM2.5污染控制重点区域中的京津冀及周边地区(包括北京、天津、河北、山西、内蒙古、山东)、长三角地区(上海、江苏、浙江)以及重庆依然是PM2.5污染集中分布的几大区域,珠三角地区污染明显改善。同时,河南(已加入京津冀及周边大气污染联防联控)、安徽(安徽中的合肥都市圈已纳入长三角城市群)的污染也较为严重;湖南、湖北以及四川的污染也较明显,与长三角地区基本相当。上述地区中,污染最严重的北京、天津、河北南部、山东非临海地区及河南组成一个大范围区域。
据2013~2015年京津冀及周边地区7省(市)中PM2.5年均浓度数据可知,京津冀地区的PM2.5污染程度逐年降低明显,但该地区的PM2.5污染程度依然严重,仅张家口达标,且有一半以上的城市污染超标达一倍以上(即PM2.5年均浓度在70微克/立方米以上)。2015年污染最严重的5个城市均出自河北和山东,依次为保定、聊城、邢台、德州、衡水。其中,河北的保定、邢台、衡水连续三年位列污染最严重城市之“前五”。
与京津冀地区相比,尽管长三角地区PM2.5的污染程度相对较低,年均浓度也呈现出总体逐年下降的趋势,但该地区PM2.5的年均浓度仅舟山一地达标。该地区2015年污染最严重的5个城市均出自安徽和江苏,依次为合肥、徐州、无锡、泰州、宿迁。其中,安徽合肥在三年来一直为该地区污染最严重的城市之一。
在珠三角地区,惠州、深圳、珠海、中山、江门5个城市的PM2.5年均浓度在2015年达标,是三大重点区域中达标城市最多的地区。与此同时,肇庆、广州、佛山一直是珠三角地区PM2.5污染最严重的三个城市。
对PM10数据的分析结果显示,总体上看,全国北部地区PM10污染较严重,南部较轻。2015年,河南、内蒙古、吉林、宁夏、陕西5省(区)PM10不降反升,河南上升幅度最大,达15.8%。
公布的臭氧年度数据显示,北京、江苏、上海3个省(市)臭氧数值超标,且北京超标最多,达26.6%,江苏和上海分别超标4.4%和0.6%。
减排工作取得进展
针对污染物排放控制的分析表明,2015年我国的大气污染减排工作取得显著进展,全国二氧化硫排放总量几乎达到“九五”实施总量控制策略以来的历史最低值,但颗粒物超标情况仍然突出。报告显示,单项污染物指标的消减,或者两项、三项指标的消减,仍然不能满足大气污染防治的需要。一些地方臭氧超标,以及汞污染、氨污染问题也逐渐凸显出来。
此外,在面对大气污染防治压力的同时,我国还面临着温室气体排放总量不断增加而带来的气候变化挑战。在2015年12月召开的巴黎气候大会上,我国承诺,在2030年前后二氧化碳排放达到峰值。
由于空气污染物与温室气体的同根同源性,减排措施的实施必然为协同减排温室气体带来较大的推动作用。比如,煤炭、石油和天然气等化石燃料在燃烧使用过程中会排放颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等空气污染物,也同时会排放二氧化碳、黑碳等气候污染物。因此,将空气污染物和温室气体进行协同控制,是应对大气污染防治压力和气候变化挑战的有效途径。
据初步估算,每年全国人为源排放的非氢氟氯碳化物挥发性有机物(VOCs)约相当于2.5亿吨二氧化碳当量,农业氮肥使用排放的氧化二氮(一种温室气体)约相当于1.5亿吨二氧化碳当量,柴油车排放的黑碳(一种短寿命气候污染物)约相当于2.8亿吨二氧化碳当量,秸秆焚烧排放的二氧化碳和黑碳约相当于3.7亿吨二氧化碳当量。因此,加强上述几种污染物排放的控制,在降低大气污染物排放的同时,可以在一定程度上缓解应对气候变化的压力。
2015年8月通过的《中华人民共和国大气污染防治法》(也称“新《大气法》”)明确提出对大气污染物和温室气体实施协同控制的要求。
继煤炭消费总量在2014年实现近16年以来首次负增长后,我国2015年的煤炭消费量继续下降,较上一年同比减少3.7%。2014年,我国煤炭产量达38.7亿吨,约占全球一半,但集中利用率不足50%,远低于欧美日等发达国家的水平。根据测算,1吨散煤燃烧排放的污染物总量是1吨工业燃煤(采取环保措施)排放量的数倍之多。据不完全统计,京津冀区域目前每年燃煤散烧量超过3600万吨,占京津冀煤炭用量的1/10,但其对污染物排放量的贡献达一半左右。燃煤散烧排放还是造成重污染天气的重要原因之一,有些城市在某些时段甚至超过机动车、工业等排放源成为首要污染源。
挥发性有机物危害不容忽视
挥发性有机物,指20℃条件下蒸气压大于等于0.01kPa或在特定适用条件下具有挥发性的全部有机化合物的统称。挥发性有机物种类繁多,主要包括烷烃、烯烃、芳香烃、卤代烃、含氧烃、氮烃、硫烃、低沸点多环芳烃等,它们对人体健康的危害不容忽视。
在对人体健康的直接影响方面,多数VOCs具有毒性和恶臭气味,当它们在环境中达到一定浓度时,短时间内可使人感到头痛、恶心、呕吐,严重时会抽搐、昏迷,并可能造成记忆力衰退,伤害人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统。部分VOCs已被列为致癌物,特别是苯、甲苯及甲醛,会对人体造成很大的伤害。1993年,世界卫生组织下属国际癌症研究机构(IARC)将苯列为Ⅰ类人类致癌物。
与此同时,在强光照、低风速和低湿度条件下,某些种类的VOCs会与低空的氮氧化物发生光化学反应并形成光化学烟雾(主要污染物为臭氧)。当环境中含有高浓度臭氧时,会刺激人的眼睛、鼻、咽喉等器官,导致哮喘等慢性呼吸道疾病恶化;某些活性较强的VOCs能与・OH、NO3―、臭氧等氧化剂发生反应,通过吸附或吸收等方式进入颗粒物,生成二次有机气溶胶,是PM2.5的主要组成成分,也是近年来严重影响人体健康的雾霾的重要组成之一。
除了对人体健康产生影响之外,很多VOCs因为会影响对流层臭氧(一种短寿命气候污染物)、甲烷(一种温室气体)和二氧化碳等,因此具有一定的温室效应。此外,VOCs中的氢氟氯碳化物(CFCs、HFCs、HCFCs等)本身就是温室气体,且其全球增温系数(GlobalWarmingPotentials,GWP)达几百到几千不等。过度施肥不仅会使耕地严重退化,还会造成空气污染
研究表明,2010年,全国人为源VOCs排放总量约为2230万吨。根据非甲烷碳氢化合物的全球增温系数为11来估算,即使不考虑氢氟氯碳化物,我国人为源每年排放的VOCs仍约相当于2.5亿吨二氧化碳当量。
氨排放成了大问题
在这次的报告中,特别提到关于氨排放的问题。
氨气是大气中最主要的碱性气体,可溶于水,与酸性物质发生化学反应。这样的化学性质使得氨气能够与大气中二氧化硫、氮氧化物里的氧化产物反应,生成硫酸铵、硝酸铵等二次颗粒物。硫酸铵、硝酸铵是PM2.5的重要组成部分,在重污染天气中,其质量总和可占到PM2.5的50%左右,且是导致重污染天气继续加重的重要因素之一。对典型城市大气气溶胶的消光特性研究表明,硫酸铵和硝酸铵的消光贡献率可达50%以上,在重污染天气下,两者的消光贡献可能更高,会导致大气能见度的迅速降低。
2005~2008年的数据表明,我国年排放氨气约840万吨,美国的这一数值约为280万吨,欧盟约为310万吨。在最近20年,我国一直是全球氨气排放量最大的国家,其中来自畜禽养殖和化肥施用的氨气排放占到80%以上。
虽然“国十条”提出了“积极开发缓释肥料新品种,减少化肥施用过程中氨的排放”的要求,但是分析京津冀地区针对“国十条”出台的地方行动方案后可知,现有措施对氨气的排放控制效果基本为零。
我国是世界上年化肥使用量最高的国家,占世界的三分之一,且化肥施用量逐年增加,并且还存在施肥不均衡、有机肥资源利用低、施肥结构不平衡等现象。
农业氮肥使用中产生的氧化亚氮,是一种重要的温室气体。联合国政府间气候变化专门委员会第四次评估报告指出,氧化亚氮的100年全球增温系数为298,在温室气体的总增温效应中,氧化亚氮的贡献约占6%;此外,氧化亚氮还是目前最大的平流层臭氧破坏物质。
大量证据表明,在最近十年中,农业活动,尤其是氮肥的使用,导致更多的氧化亚氮释放到大气中。联合国政府间气候变化专门委员会估计,农业土壤产生的氧化亚氮排放约占到全球人类活动导致的氧化亚氮排放的50%,而这主要来源于人工氮肥和动物粪肥的使用。该委员会给出的农业氮肥使用的氧化亚氮排放系数为1%,也即每吨氮肥(以N计)释放10千克N2O-N。2014年,我国氮肥使用量为2392.9万吨,根据联合国政府间气候变化专门委员会的排放系数,这些氮肥排放的氧化亚氮约为50万吨,相当于排放约1.5亿吨二氧化碳当量。
此外,氨气本身虽然并不是一种温室气体,但是对氨排放进行控制时,可同时减排氧化亚氮(一种温室气体),或者使甲烷排放的控制更加简单易行。
柴油机排污需重视
移动源中的柴油车、非道路移动机械虽然数量上小于汽油车,但由于柴油燃烧过程中相比汽油会排放更多的颗粒物,其排放的颗粒物更多。
2015年,全国汽车排放颗粒物共计53.6万吨,其中保有量占比仅为12.6%的柴油车排放的颗粒物超过九成。除柴油车外,农业机械、工程机械、船舶、港口机械、内燃机车等非道路机械也广泛使用柴油机。与道路车用柴油机相比,我国非道路柴油机普遍具有技术水平低、使用年限长、维护保养差、燃油消耗高、燃油质量差、排放污染大等特点。据测算,我国非道路机械保有量与柴油车保有量基本相当,其颗粒物排放量是机动车排放量的1.5倍以上。
同时,柴油机排放的颗粒物中还包含一种短寿命气候污染物――黑碳,其全球增温系数高达60~1500。因此,柴油车颗粒物的控制是一种重要的协同控制措施。相关研究表明,2013年,我国柴油车排放黑碳31.33万吨。按照黑碳的全球增温系数为910来估算,2013年,我国柴油车排放的黑碳相当于约2.8亿吨二氧化碳当量。秸秆焚烧
对于柴油车,提高排放标准一方面可以显著降低颗粒物的排放量;另一方面,其中的黑碳比例也可显著下降。根据不同排放标准的柴油车排放的黑碳占PM2.5的比例可以看出,当排放标准从欧IV提高到欧V时,黑碳所占PM2.5的比例可大幅下降。
烧秸秆现象仍严重
秸秆露天焚烧会产生大量的二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、苯、多环芳烃以及颗粒物、黑碳等,不仅危害人体健康,造成环境污染,其中排放的大量二氧化碳和黑碳还会加剧气候变化。
我国秸秆的年产出量约为8亿吨,其中有2亿吨左右被焚烧。根据秸秆露天焚烧的排放因子,初步估算其二氧化碳排放约2.9亿吨,黑碳排放约9.2万吨。按照黑碳的全球增温系数为91086来估算,全国秸秆焚烧每年排放的二氧化碳和黑碳约相当于3.7亿吨二氧化碳当量。
根据环保部的国家环境卫星秸秆焚烧遥感监测结果,全国各省(市)2015年6月、10月、11月的火点强度比较大,远超5月、7月、8月和9月。其中,6月份火点主要集中在华北地区,以河南火点强度为最大;10月和11月的火点主要集中在东北地区,以黑龙江、辽宁、吉林火点强度为最大。综合来看,黑龙江、辽宁、吉林的焚烧情况最严重。
从2015年11月6日开始,东北三省持续出现PM2.5重污染天气。在此期间,东北三省秸秆焚烧未得到有效控制。环保部的当年11月2日至11月8日的秸秆焚烧污染防控工作情况称,在黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古等13个省(市、区)监测到疑似秸秆焚烧火点885个,同比增幅为169%。其中火点强度最大的三省是黑龙江、吉林、辽宁。
东北三省秸秆焚烧情况严重的客观原因包括三点:一是东北地区在保证粮食产量稳定甚至增产的前提下,每年的秸秆产生量巨大;二是东北地区无霜期短,秋季作物收割后秸秆需尽快处理;三是东北地区冬季温度低,秸秆沼气利用、秸秆粉碎还田的传统低投入方法基本不适用。
这种情况在今年依旧没有得到解决。前不久,我国东北三省出现大面积重度雾霾天气。造成这一情况的最根本原因除了冬季采暖的燃煤污染外,就是秸秆焚烧。
治理难点有哪些
与2015年的报告相比,今年报告中指出的不同省(市)的污染治理难点依然是大气污染自净能力、产业结构、能源消费和机动车排放四方面。
其中,大气污染自净能力是在不考虑大气污染物排放的情况下,对一个地区大气扩散、稀释、清除等综合能力的度量,反映一个地区天然的气象地理条件等形成的对大气污染物的自净能力。通过采用中尺度模型模拟2015年全国尺度气象场后,计算得到2015年大气污染自净能力的全国分布情况。结果表明,大部分大气污染自净能力较好的地区,其污染程度也相对偏低。而PM2.5污染较严重的京津冀及周边地区、长三角地区、两湖地区、川渝地区中绝大部分区域的大气污染自净能力处于中等偏低水平。机动车减排压力巨大