摘　要：隨著發(fā)電用煤技術(shù)的提高和新能源的采用，并且受環(huán)保要求和行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的限制，煤電占能源消費(fèi)總量的比例將逐年下降。盡管如此，煤炭發(fā)電依舊起著主導(dǎo)作用，以煤電為主的發(fā)電格局仍不會(huì)改變。因此對(duì)于火力發(fā)電廠排放的顆粒物進(jìn)行監(jiān)測(cè)和污染研究是非常有必要的。本文在對(duì)顆粒物污染的危害性入手，對(duì)火力發(fā)電廠排放的顆粒物進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。并提出了相應(yīng)的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：火力，顆粒物，污染，危害

我國(guó)是產(chǎn)煤大國(guó)，基于我國(guó)資源的特點(diǎn)，以煤炭為主的能源利用的狀況將長(zhǎng)期存在。因此應(yīng)該重視燃煤產(chǎn)生的污染物。顆粒物作為燃煤排放的重要污染物之一，是我們近些年來(lái)研究的重點(diǎn)，這也正是本文的專(zhuān)注所在。

一、火電廠排放顆粒物的危害

1.1 減低能見(jiàn)度

顆粒物降低能見(jiàn)度的原因有：1吸收和散射光，從而減弱了光信號(hào);2由于其散射的作用減小了天空背景與目標(biāo)物之間的對(duì)比度。有大量的研究表明，能見(jiàn)度的降低與氣溶膠顆粒有著密切的關(guān)系。

能見(jiàn)度降低的最主要因素是光的散射，大小與可見(jiàn)光波長(zhǎng)相近的顆粒對(duì)光的散射影響較明顯，能夠造成60-95%的能見(jiàn)度減弱，通常認(rèn)為散射效應(yīng)主要與PM2.5有關(guān)。

1.2 改變輻射平衡

氣溶膠顆粒能夠直接阻擋太陽(yáng)光照射到達(dá)地面，使高空溫度增加，降低地面溫度。特別是直徑在0.1-5μm之間的顆粒，通過(guò)對(duì)地表輻射與太陽(yáng)光的吸收與散射在大氣能量平衡中起著重要作用。如果PM10濃度達(dá)到100μg/m3時(shí)，可以減少到達(dá)地面的紫外線75%。

氣溶膠顆粒同時(shí)也可以間接的影響輻射的平衡，氣溶膠為云的形成及發(fā)展提供了冰核和云凝結(jié)核，通過(guò)影響云量和云的輻射特征間接的產(chǎn)生輻射強(qiáng)迫，就目前全球范圍來(lái)說(shuō)，其作用是負(fù)效應(yīng)，而且不確定性大。

1.3 形成酸雨

降水對(duì)顆粒物的沖刷作用和其作為水汽凝結(jié)核的作用都可以使得顆粒物進(jìn)入到云水中或降水中。當(dāng)進(jìn)入云水或降水體系后，顆粒物的各種化學(xué)成分會(huì)發(fā)生一系列的復(fù)雜變化，并決定和影響著降水和云水的污染性質(zhì)。其中的一個(gè)重要方面就是它對(duì)酸的緩沖能力和它的酸堿性質(zhì)。

1.4 對(duì)人體的危害

燃煤發(fā)電廠所排放的可吸入顆粒物中，富集著大量的有毒金屬(Cd、As、Cr、Se、Hg、Ni、Sn等)、酸性化合物和有害有機(jī)物(PCBs、PHAs等)，并且細(xì)顆粒物上還粘附著病毒與細(xì)菌。火電廠排放的二氧化氮易溶于水，95%能被上呼吸道粘膜和鼻腔吸收，可以粘附在可吸入顆粒物上進(jìn)入細(xì)支氣管和肺泡。

二、燃煤電廠排放的MP10和MP2.5物理化學(xué)特征分析

2.1 微觀特征

對(duì)于火力發(fā)電廠的顆粒物的微觀特征的研究，有人在對(duì)不同鍋爐和不同煤種類(lèi)型的電廠進(jìn)行觀察后，根據(jù)各類(lèi)顆?；瘜W(xué)組成及顯微結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了分類(lèi)：根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和微觀形貌分出16種顯微顆粒類(lèi)型;根據(jù)化學(xué)成分將飛灰分出鐵質(zhì)、硅鋁質(zhì)、炭粒和鈣質(zhì)四個(gè)組。E.CEREAD等利用高靈敏度和高分辨率的核微探針，對(duì)100個(gè)顆粒(粒徑在0.5-5μm)，依據(jù)礦物種類(lèi)分為7類(lèi)：1、2類(lèi)由鋁硅酸鹽組成，占總顆粒數(shù)量的70%，2類(lèi)所有微量元素及Ca、P、Fe的濃度更高些，其它類(lèi)群的特征是P、Si、Ti、Ca、Fe的含量較高，微量元素的含量表現(xiàn)出隨粒徑增大濃度減小的趨勢(shì)，Al、P、Si、Ti、Ca、Fe的含量與粒徑大小無(wú)關(guān)[3]。

2.2 礦物學(xué)組分

顆粒的礦物組成的信息不僅可以其在大氣中的演化情況和來(lái)源解析，同時(shí)也有助于了解其健康危害?；鹆Πl(fā)電廠排放的可吸入顆粒物的組成表現(xiàn)為石英、莫來(lái)石、赤鐵礦、石灰石、磁鐵礦、石膏等。

2.3 總體化學(xué)元素成分

火力發(fā)電廠排放的可吸入顆粒物主要元素是Ca、Fe、K、Si、Na、Al、S、O、C等，其表面積比較大，因此在生成以后，或者在其凝聚生成過(guò)程中，可富集大量元素(K、S、AS、Ti、Na、N、pb、Se、Cr等)和有機(jī)物(正構(gòu)烷烴、PAHs、脂肪醇、二惡英、酚類(lèi)等)。

三、燃煤電廠排放顆粒物的控制及顆粒的回收利用

3.1 控制

顆粒物的污染問(wèn)題直接關(guān)系到人體健康狀況，直接影響著人類(lèi)的生存環(huán)境，是必須解決的問(wèn)題。而火力發(fā)電廠是顆粒物，尤其是細(xì)顆粒物的重要排放源，應(yīng)及時(shí)開(kāi)展對(duì)排放顆粒物的控制問(wèn)題，這對(duì)于我國(guó)環(huán)境及能源的可持續(xù)發(fā)展都有著深遠(yuǎn)的影響。

如今，對(duì)于火力發(fā)電廠的煙塵控制標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，這時(shí)電除塵器的缺點(diǎn)就顯露出來(lái)了。主要是由于顆粒物二次飛揚(yáng)、煙塵比電阻高時(shí)電除塵效率下降及細(xì)顆粒物難以荷電等因素的影響，很難使電除塵器有效率達(dá)到99.9%，從而使較多的顆粒物進(jìn)入大氣，對(duì)環(huán)境造成污染[4]。

目前，顆粒物是我國(guó)大多數(shù)城市的首要污染物。在2000年，監(jiān)測(cè)的338個(gè)大中城市中，僅僅有三分之一的城市空氣質(zhì)量達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，影響空氣質(zhì)量的主要污染物是PM10;2002年，空氣質(zhì)量沒(méi)有達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的城市占總數(shù)的三分之二，其中63.2%的城市中，空氣中的顆粒物濃度超過(guò)了國(guó)家空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，顆粒物仍是影響空氣質(zhì)量的最主要因素。從以上數(shù)據(jù)可以看出，目前我國(guó)大部分都存在嚴(yán)重的顆粒物空氣污染，因此，提高火電廠的排放標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)城市污染的控制是勢(shì)在必行的。

3.2 細(xì)顆粒物的回收利用

對(duì)于火力發(fā)電廠的排放的顆粒物的控制，不但可以帶來(lái)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，還可以將捕集到的細(xì)顆粒物作為重要的工業(yè)材料，從而使得廢物利用，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。某些行業(yè)排放的顆粒物，比如煉銅廠的硅鐵電爐粉塵二氧化硅是高級(jí)路面的重要添加劑，也是橡膠等某些化工行業(yè)不可缺少的原材料;氧化鋅粉塵可以與醫(yī)藥的生產(chǎn)，是重要的醫(yī)藥化工原料;在鐵合金冶煉爐中，氣態(tài)SiO2凝聚生成的硅微粉，這種物質(zhì)是重要的無(wú)機(jī)非金屬材料，可以廣泛的應(yīng)用于多種行業(yè)。火力發(fā)電廠所產(chǎn)生的細(xì)顆粒物，排入大氣中可以造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，還能夠通過(guò)進(jìn)入呼吸道來(lái)傷害到人體的健康，因此，可以借鑒其他行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)捕集到的細(xì)顆粒物進(jìn)行加工，變廢為寶，回收利用。

四、小結(jié)

通過(guò)近幾年的研究監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)表明，可吸入顆粒物是我國(guó)城市大氣環(huán)境的首要污染物?？晌腩w粒物富集大量有毒重金屬、酸性化合物和有害有機(jī)物，加上可吸入顆粒物的粒徑小，對(duì)人體健康的危害極大，特別是粒徑小于2.5μm的細(xì)顆粒，能夠?qū)Νh(huán)境及人體造成更為明顯的危害?；鹆Πl(fā)電廠作為可吸入顆粒物的主要排放源之一，應(yīng)加強(qiáng)顆粒物的排放控制，積極開(kāi)發(fā)細(xì)顆粒物的回收利用。

參考文獻(xiàn)

[1] 傅嘉媛，鄭澤群.燃煤鍋爐煙塵對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的影響[J].福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2002，30(6):913-917

[2] 邵龍義，時(shí)宗波，黃勤.都市大氣環(huán)境中可吸入顆粒物的研究[J].環(huán)境保護(hù)， 2000.1:24-29

[3] 蔣紅梅，王定勇.大氣可吸入顆粒物的研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)，2001，1:11-15

[4] 劉耀東.中國(guó)電力工業(yè)結(jié)構(gòu)產(chǎn)能產(chǎn)出集中度規(guī)模生產(chǎn)率分析[J].中國(guó)能源， 2004，26(9):13-19

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”