重点行业持久性有机污染物排放水平调查和控制体系研究
2016-07-11 12:25
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“重点行业持久性有机污染物排放水平调查和控制体系研究”课题形成了我市重点行业持久性有机污染物以二噁英排放为代表的基础信息数据库、多尺度评估与全过程控制体系、减排技术方案以及动态变化模型等一系列研究成果,在我市二噁英污染防治管理过程中得到了全面应用,实施效果显著。该研究成果具有开创性,创新之处在于整合现有技术条件,大范围、多层次的全面评估了本市二噁英的排放水平及其对周边居民健康的影响,首次利用三维空气质量模式从整体上掌握了本市大气环境中二噁英的变化状况,突破了单一监测值、监测点的局限性。

一、以普查二噁英估算数据与重点行业二噁英监测数据相结合,全面摸清了本市重点行业二噁英排放水平及其对环境的影响

120062011年,本市二噁英排放量、排放源企业和排放装置呈下降趋势。二噁英排放的主要途径是废气和残渣,排放区域集中在宝山区,排放行业集中在炼钢生产、铁矿石烧结、废弃物焚烧及其再生有色金属行业,其合计排放比重占本市总排放量的97%左右。

2、就重点行业烟气中二噁英排放达标率来看:本市生活垃圾焚烧行业二噁英排放浓度较低,达标率100%;烧结行业处于国内外同时期中等偏高的浓度,达标率为83.3%;宝钢电弧炉二噁英排放浓度较低,达标率为100%;新格再生铝冶炼炉的排放浓度较低,目前尚无专门针对再生铝行业烟气排放的执行标准;医疗废物焚烧行业、危险废物焚烧行业烟气的二噁英排放状况不容乐观,将是本市二噁英减排工作的重中之重。

3、铁矿石烧结行业、炼钢行业、废弃物焚烧行业都即将面临烟气二噁英排放标准提标的情况,再生铝行业烟气的二噁英排放标准将从无到有。通过国内外二噁英排放标准的比较及本市重点行业二噁英排放浓度的分析表明:本市铁矿石烧结行业、生活垃圾焚烧行业是有能力应对二噁英排放标准提高的,炼钢行业、再生铝行业仍需要进一步分析本市的行业整体排放水平,医疗废物焚烧企业、危险废物焚烧行业的提标工作形势严峻,须设定一定宽容度的实施时间表,而加快推进医疗废物、危险废物焚烧企业最佳可行技术的应用将是未来的工作重点。

4、持久性有机污染物(以下简称“POPs”)排放因子估算法是我国POPs统计报表制度中的标准方法,在一定程度上能反映我国二噁英的整体排放水平。但由于前期二噁英监测条件有限,二噁英基础监测数据相对缺乏,须从实测的角度来评估POPs排放因子对本市实际排放状况的可靠性。POPs排放因子评估结果表明:铁矿石烧结炉、电弧炉的现行排放因子偏高,生活垃圾焚烧炉、再生铝冶炼炉的现行排放因子总体符合本市的情况,而危险废物焚烧炉的现行排放因子明显偏低,低估了本市危险废物焚烧炉烟气中二噁英的排放水平。

5、呼吸是废弃物焚烧行业周边居民二噁英摄入的主要途径,呼吸和土壤/灰尘摄入是炼钢行业和再生有色金属行业周边居民二噁英摄入的主要途径。健康风险评估的结果表明重点二噁英排放源企业已经较大程度上影响了周边居民的健康,但当前重点企业周边居民尚处于可接受的致癌风险范围内。而单次检测数据能否代表行业或企业长期的排放水平,关系到行业或企业对周边居民健康的实际影响程度,本市迫切需要针对不同行业或企业作更为全面、长期的健康风险跟踪调查评估。

6、本市中心城区、郊区、远郊(岛屿)大气环境中二噁英浓度表现出中心城区>郊区>远郊(岛屿)的趋势,其中中心城区和郊区二噁英浓度高于近年欧美城市的二噁英水平,远郊(岛屿)水平略低于近年来欧美国家远郊的二噁英水平。本市中心城区、郊区、远郊(岛屿)土壤中二噁英含量同样表现出中心城区>郊区>远郊(岛屿)的趋势,且与近年来欧美国家土壤环境的二噁英浓度相当。7、初步建立了不同污染源在大气与飞灰中二噁英排放的指纹特征,有利于本市环境中二噁英排放的溯源分析,以及环境中二噁英迁移变化机理的研究,从而为环境中二噁英的污染控制提供更有效的解决办法。其中铁矿石烧结炉烟气排放的二噁英特征指标物为23478-PeCDF2378-TCDDOCDF,炼钢电弧炉为23478-PeCDF2378-TCDF,生活垃圾焚烧炉为1234789-HpCDFOCDF123789-HxCDF,危险废物焚烧炉为OCDF23478-PeCDFOCDD

二、应用三维空气质量模式,实时模拟了上海地区二噁英类物质空间分布与季节变化的趋势

1、本市大气中二噁英类物质浓度的空间分布与污染源分布趋势较为一致,且冬季浓度较高(≤0.23 pg I-TEQ m-3),夏季浓度较低(≤0.12 pg I-TEQ m-3),主要与夏季湿沉降的去除过程有关。区域输送也会影响本市大气环境中的二噁英浓度,但本市主要受本地排放源的影响。

2、利用CMAQ模型模拟大气中PCDD/Fs的变化状况是合适的,模拟的结果表明大气中二噁英类物质的小时浓度与观测值数量级相当,且普遍低于观测值,但在模型的可接受范围内。偏差原因在于排放源清单的不完整性和不确定性、影响二噁英类物质的物理和化学过程的不确定性等。未来可以在本次研究的基础上,进一步完善排放源清单,积累长期数据,进行长期模拟验证,为POPs相关的空气质量问题提供有效的解决方案。

三、以重点企业二噁英减排实践成果为基础,构建二噁英全过程污染控制体系

1、我国二噁英排放的污染控制体系应以标准先行,推进协同减排,加强监督管理。目前我国二噁英相关标准体系不完善,应推进重点行业烟气二噁英排放的提标工作,开展食品、空气环境质量及其人体健康等方面的二噁英标准研究任务;利用最佳可行技术,协同氮氧化物、颗粒物、二氧化硫等共同减排;政府依法通过日常管理、监督性监测、二噁英统计报表、在线监测系统等手段,加强重点行业、重点企业的监控,推动企业实施二噁英减排的最佳可行技术。

2、在源头控制上,通过环境影响评价严审新建项目的二噁英控制措施,通过产业政策淘汰落后产能与工艺,通过关键技术研发和示范工程建设推进行业最佳可行技术;在生产过程及其末端控制上,结合重点行业最佳可行技术,优化设施运行工艺参数,提高除尘设施的效率,实现二噁英物质控制的精细化管理;在政府监管角色上,通过完善二噁英相关政策、标准、规范,推进二噁英减排最佳环境管理实践,通过加强含二噁英废物无害化处理设施的建设与管理,控制二噁英排放的主要途径,实现含二噁英废物的环境无害化管理。

主要完成人:

钟声浩  张道方  张登松  曹心德  陈小亮

黄远星  颜婷婷      唐红侠  樊小军

            邓保庆  李红蕊

完成时间:20142