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1、建立杭州市洁净煤技术应用体系，加强杭州市生态支持力建设（ 许建新 2004 年 7 月）前言生 态 支 持 力 是 可 持 续 发 展 能 力 建 设 的 基 础 ， 主 要 包 括 资 源 承 载 能 力 、 环境 缓 冲 能 力 和 基 础 设 施 服 务 能 力 。 加 强 生 态 支 持 力 建 设 ， 为 杭 州 生 态 市 建 设奠 定 坚 实 基 础 。 建 立 高 效 的 资 源 利 用 体 系 以 自 然 资 源 有 效 保 护 和 合 理 开 发 为 导 向 ，以 资 源 的 有 序 有 偿 、 集 约 高 效 、 循 环 利 用 为 原 则 ， 建 立 节 约 型 的 资
2、 源 利 用 体系 和 稳 定 的 供 应 体 系 ， 提 高 资 源 的 承 载 力 ， 切 实 消 除 杭 州 可 持 续 发 展 的 资 源瓶 颈 。 建 立 良 性 循 环 的 生 态 环 境 系 统 坚 持 污 染 防 治 与 生 态 保 护 并 重 ， 加大 环 境 治 理 力 度 ， 修 复 、 保 护 自 然 生 态 环 境 ， 全 面 改 善 杭 州 生 态 环 境 质 量 ，提 高 环 境 的 缓 冲 能 力 ， 营 造 健 康 优 美 的 生 态 环 境 。本文试图论述治理大气污染与杭州建设生态城市的关系，并提出“建立杭州市洁净改性煤技术应用体系”的构想及方案，以期通过该
3、方案的实施，实现城市空气质量指标的达标，并实现能源的节约利用，促进杭州市高 效 的 资 源 利用 体 系 和 良 性 循 环 的 生 态 环 境 系 统 的 建 设 。一、概论改革开放以来，我国坚持环境保护基本国策和可持续发展战略，提高环境意识，加强法制教育、增加环保投入，控制主要污染和排放总量，使我国在经济高速增长过程中避免了环境质量急剧恶化的局面。但是，在环保工作取得重大成绩的同时，不可持续的发展模式造成的环境污染、资源浪费和生态破坏仍在相当范围内存在。社 会 经 济 飞 速 发 展 、 人 口 高 度 集 聚 ， 生 态 环 境 面 临 严 峻挑 战 ， 可 持 续 发 展 正 成 为
4、全 球 的 共 识 。 党 的 十 六 届 三 中 全 会 提 出 了 以 五 个 统筹 为 导 向 、 完 善 社 会 主 义 市 场 经 济 体 制 的 目 标 和 任 务 ， 把 生 态 环 境 建 设 列 入全 面 建 设 小 康 社 会 的 四 大 目 标 之 一 。 浙 江 省 委 、 省 政 府 也 提 出 了 “积 极 实 施可 持 续 发 展 战 略 ， 以 建 设 绿 色 浙 江 为 目 标 ， 以 建 设 生 态 省 为 主 要 载 体 ，努 力 保 持 人 口 、 资 源 、 环 境 与 经 济 社 会 协 调 发 展 ”的 宏 伟 蓝 图 。作为浙江省省会城市，杭 州
5、 历 来 重 视 社 会 经 济 和 环 境 建 设 。 “东 南 形 胜 ，三 吴 都 会 ， 钱 塘 自 古 繁 华 ”， 近 十 几 年 来 杭 州 可 持 续 发 展 综 合 能 力 呈 稳 步 上升 趋 势 ， 为 生 态 市 目 标 的 实 现 奠 定 了 基 础 。 2000 年 临 安 市 被 命 名 为 国 家 级生 态 示 范 区 ， 2001 年 和 2002 年 淳 安 县 和 建 德 市 分 别 被 列 为 国 家 级 生 态 示 范区 建 设 试 点 。 至 2002 年 底 ， 全 市 已 有 1 个 县 （ 市 ） 命 名 为 国 家 级 生 态 示 范区 ，
6、临 安 太 湖 源 镇 创 建 成 国 家 级 环 境 优 美 小 城 镇 ， 13 个 乡 镇 创 建 成 省 市 级生 态 乡 镇 ， 8 个 村 创 建 成 生 态 村 。但 相 对 于 国 家 生 态 市 28 项 建 设 指 标 体 系 ， 目 前 仅 单 位 GDP 能 耗 、 单 位GDP 水 耗 、 森 林 覆 盖 率 、 受 保 护 地 区 占 国 土 面 积 比 例 、 工 业 用 水 重 复 率 、 工业 固 体 废 物 处 置 利 用 率 、 城 市 气 化 率 、 城 市 集 中 供 热 率 、 恩 格 尔 系 数 等 九项 指 标 达 到 标 准 。 杭 州 生 态
7、 市 建 设 面 临 历 史 性 挑 战 。根据生态市建设指标差距分析、可持续发展限制因子分析，结合各指标历年发展趋势，要实现市区 2010 年、全市 2015 年达到生态市建设目标，其中城市空气质量等八项指标将是生态市建设的关键因子。本文论述城市空气质量指标这一单项关键因子。二、大气污染源及对生态环境的危害形式全球性的四大公害：大气烟尘、酸雨、温室效应、臭氧层的破坏，随着经济的发展，已经严重影响人类的生存条件。中国是世界最大的燃煤国家和最大的发展中国家，今后若干年中国的经济持续高速发展，对能源的需求和消费不断增加，由此仍引起环境问题越来越突出。2001 年，全国废气中二氧化硫排放量 1948
8、 万吨，燃煤约占 90%；烟尘排放量 1059 万吨，燃煤约占 90%；全国 CO2排放量约为 629.6 万吨，燃煤约占 85%。因此，中国大气污染的烟尘、酸雨和温室效应，主要来自燃煤。中国是世界上最大的煤烟型污染国家，生态环境受到严重破坏，治理大气污染，保护生态已经刻不容缓，势在必行。治理大气污染保护生态的首要任务，是解决燃煤造成的污染。燃煤的使用主要是工业炉、窑。工业炉、窑燃烧大量的煤炭，是大气的主要污染源。其污染物质可分为烟尘与有害气体两大类。1工业炉、窑烟尘及其危害工业炉、窑所产生的烟尘包括烟黑和粉尘。烟黑指燃料不完全燃烧时随烟气排放出的微粒炭以及燃煤时进入烟气的呈液粒微粒状存在的挥
9、发分，粒径一身10 m，从烟囱中排出后能较快落地的称“落尘” 。飘尘使大气透明度降低，且对人体有很大的危害，飘尘 24 小时平均浓度达 100mg/m3时，慢性支气管炎等呼吸道疾病增加。1952 年冬英国伦敦因煤烟和大雾混合物的毒害者导到 4,000 多人丧生。 “落尘”飘落在植物及蔬菜叶面上的沉积物则会扼杀植物的生命，进一步反应也会招至金属表面的腐蚀和建筑物的侵蚀。2一氧化碳（CO）及其危害CO 是人们在燃烧燃料中最早发现的污染物之一。由于它能危及人的健康，甚至导至死亡。因此，人们已开始严密监测 CO 的排放。CO 来自煤炭不完全燃烧。大气中 CO 浓度达 37.5mg/Nm3时，人的感光机
10、能即变得迟钝且影响体内氧的输送，浓度超过 62m g/Nm3时，严重心脏病人就会死亡。3二氧化碳（CO 2）及其危害CO2是人人皆知的污染物。煤在燃烧中，只要氧充足，则可燃的碳就会生成大量的 CO2。通常，人们对其并不介意，而且从绿色植物光合作用角度中，它是自然界产生有机物的主要“原料”之一。生活中，很少有人把 CO2视为有害气体。当代人们尤为关注的是由于大气中 CO2剧增，会导致“温室效应”使地球表面温度上升，从而使地球的气候发生巨变，给人类生存环境带来难以预料的不利后果。所以，为减少生态受到破坏，我们也应当控制 CO2的排放。 4二氧化硫（SO 2）及其危害SO2主要来自化石燃料（煤、石油
11、和生物质燃料）的燃烧。煤在燃烧过程中，硫与氧作用最初生成 SO2及少量的 SO3；在与水汽相遇形成 H2SO4，造成设备低温酸腐蚀。大气中 SO2浓度达 2.85-14.25mg/Nm3时，人开始闻到臭味，出现呼吸道阻力增加等生理变化；达到 285mg/Nm3时，每天吸入 8 小时，出现咽喉疼痛、胸痛、呼吸困难等症状；1140-1425 mg/Nm3时，迅速窒息死亡。SO 2排放后立即在空气的硫酸具有很强的活性，它可以使金属结构及建筑材料产生腐蚀。在大、中工业城市中，阵雨中酸度很高，形成酸雨，PH 值低达 4，这是氧化硫排放所带来的直接损失。植物在短时间内吸收高浓度 SO2会招至严重的损害，受
12、伤的细胞组织会枯萎，并使植物呈深褐色。而长期的损害会引起植物的缺绿病，即植物产生叶绿素的功能受到阻碍，植物逐渐变黄。可见 SO2对人的身体、植物、生态环境，均造成严重的破坏。5氮氧化物（NO x）及其危害NOx主要来源于燃料的燃烧，主要是 NO、 NO 2。煤中氮的含量不高，在 0.3%-3.5%之间，一般为 1%-2%NO2对人体有强烈的刺激作用，其臭范围为 0.18-0.72 mg/Nm3。浓度达 1mg/Nm3时，连续 4 小时暴露，肺细胞组织发生变化，连续 3-12 个月，患友气管炎的部位出现肺气肿；当浓度达 100mg/Nm3时，1 分钟内人的呼吸开始异常，200300mg/Nm 3
13、时，人在 30 分钟一小时内就会死亡。NOx排放会在大气中引起反应，形成光化学烟雾，也会降低臭氧层含量，由此使紫外线幅射穿透性增强，这将导致皮肤癌发病率上升。因此，研究氮在煤中的赋存形态以及如何有效抑制煤转化过程中产生的NOx，成为当前煤科学领域研究的重要课题之一。三、杭州市大气污染的现状及洁 净 煤 技 术 的 提 出 杭 州 环 境 空 气 质 量2002 年 市 区 环 境 空 气 质 量 基 本 达 到 二 级 标 准 ， 可 吸 入 颗 粒 物 时 有 超 标 。全 年 API 值 平 均 为 89， 空 气 质 量 级 别 为 良 。 市 区 降 尘 污 染 较 为 严 重 ， 平
14、 均 值为 12.20 吨 /平 方 公 里 月 。 各 县 （ 市 ） 二 氧 化 硫 、 二 氧 化 氮 和 总 悬 浮 颗 粒 物年 均 浓 度 均 达 到 二 级 标 准 。工 业 废 气 排 放 总 量 为 1867 亿 标 立 方 米 ， 二 氧 化 硫 排 放 总 量 9.29 万 吨 ，其 中 工 业 占 96.5%； 烟 尘 排 放 总 量 4.56 万 吨 ， 其 中 工 业 占 97.8%； 工 业 粉 尘排 放 总 量 为 12.15 万 吨 。 酸 雨杭 州 酸 雨 比 较 严 重 。 2002 年 市 区 降 水 酸 度 年 均 pH 为 4.68， 酸 雨 频 率
15、73.6%。 各 县 （ 市 ） 降 水 酸 度 年 均 pH 均 低 于 5.60， 其 中 临 安 降 水 酸 度 最 低 ，且 酸 雨 率 最 高 。显 然 ， 杭 州 目 前 存 在 的 大 气 污 染 问 题 与 燃 煤 有 关 。 在 杭州生态市建设规划文本第 85 条关于大 气 环 境 保 护 措 施 中 提 到 ： 工 业 点 源 污 染 控 制依 靠 科 技 进 步 ， 发 展 洁 净 煤 技 术 ， 改 进 煤 炭 燃 烧 方 式 ， 提 高 化 石 燃 料 利用 效 率 ； 发 展 高 效 的 脱 硫 除 尘 脱 硝 治 理 技 术 ， 加 强 工 业 点 源 大 气 污
16、 染 防 治 工作 ， 提 高 脱 硫 除 尘 效 率 。 酸 雨 污 染 防 治实 施 二 氧 化 硫 排 放 总 量 控 制 ， 以 能 源 结 构 调 整 为 根 本 ， 以 工 业 点 源 污 染防 治 为 手 段 ， 强 化 酸 雨 污 染 防 治 ， 削 减 二 氧 化 硫 和 氮 氧 化 物 排 放 量 。四、建立洁净煤技术、评价体系洁 净 煤 技 术 是 美 国 首 先 在 1985 年 12 月 提 出 的 ， 指 煤 炭 在 开 发 、 加 工 、 利用 人 过 程 中 旨 在 减 少 污 染 与 提 高 利 用 效 率 的 加 工 、 燃 烧 及 污 染 控 制 等 技 术 的 总称 。 是 使 煤 作 为 一 种 能 源 应 达 到 最 大 限 度 潜 能 的 利 用 ， 释 放 的 污 染 控 制 在 最 低水 平 ， 达 到 煤 的 高 效 、 清 洁 利 用 的 目 的 ， 是 适 应 全 球 可 持 续 发 展 的 新 技 术 特 点和 解 决 环 境 问
