我国十余年的燃煤污染控制“攻坚战”，只解决了二氧化硫一个方面的问题。氮氧化物、细粒子及重金属污染控制仍需多方倍加努力。

       过高的煤炭使用量及极度不均衡的工业布局，已使我国中东部地区大气环境的污染承载力接近极限状态。于是，蓬勃的汽车工业发展以及欠佳的油品质量，就成为我国大面积“灰霾”的最有力推手。

       “灰霾”控制我们每个人都能发挥作用。有一点您也许没留意，我们上海每天餐饮所排放的油烟废气量是本地燃煤电厂烟气量排放的3-4倍。

       1995年是标志着我国大气污染进入新阶段的一年，我正是在这一年开始步入这个领域的，得以见证在此后近二十年中我国在该领域的曲折发展。

       近期“灰霾”肆虐，全国有6成以上的人口置身其中。关于“灰霾”的成因、健康危害等知识，近期已成为大众科普知识，不多重复。这里仅从一个普通从业者的角度，对造成这种局面的缘由以及过去十多年我国在这方面的主要举措进行简要回顾，以期能使大家更全面地看待我国当前的大气污染及其所引发的“灰霾”问题。

       燃煤污染控制————十余载攻坚战，只解决了问题的一方面

       燃煤电厂二氧化硫控制“攻坚战”。由于我国是典型“缺油少气、煤炭丰富”的国家，在一次能源结构中对煤炭过分依赖（不仅过去几十年是这样，预计未来30-50年内也难有大的改观）。伴随着我国 “七五”、“八五”十余年的经济蓬勃发展，燃煤所导致的大气污染问题开始凸显。在所有大气污染物中，二氧化硫污染一直是最为关注的。1995年成为我国大气污染史具有“里程碑”的年份，在这年我国的二氧化硫排放总量首次超过欧美成为第一排放大国（此后一直稳居此位），我国由此进入了大气污染的新阶段。由于二氧化硫的过度排放，直接导致当时我国酸雨面积占到我国陆地国土面积的40%。先后出现了在“世界10大污染最严重城市中我国占有8席”的国际舆论。好在当时的水泥、钢铁等工业所占比重较小，机动车尾气污染的贡献也较小，加上那时公众的环保意识还不够强，因此这一阶段的大气污染爆发所引发的公众关注度不算太高。

为应对当时的燃煤污染问题，经多方努力我国终于在1998年批准确立了“两控区”（即“酸雨控制区”和“二氧化硫控制区”），这可看作我国最早的“环境特区”，但是，与“经济特区”享有经济优惠政策不同，上述两个“环境特区”则承担着更严格的减排责任，由此拉开了我国控制燃煤二氧化硫排放的序幕。

       进入“九五”期间后，由于国内外经济形势的影响，加上我国对用燃煤含硫量要求方面加强了限制，尽管这一时期在燃煤烟气治理方面实际投入力度不大，但是由燃煤所导致的二氧化硫等污染总体平稳，甚至略有下降。这段时间我国的烟气脱硫产业处在前期预研阶段，国内环保产业界显然对即将开展的脱硫形势准备不足，除了引进少量国外技术进行脱硫技术示范外，总体进展不大。

       但是，进入“十五”后，随着我国经济新一轮的强势发展，对能源需求又开始激增，我国煤炭年消耗从2000年约14亿吨飙升到2005年的约21.4亿吨（其中约50%用于发电），5年期间增长了52.8%。在这一时期，我国自身的烟气脱硫技术储备难以支撑形势需求，于是加快从国外引进脱硫技术成为了唯一的选择，包括一些依托国内工科重点高校的企业，也不得不放下身段，纷纷加入技术引进的潮流中，给国外的相关公司带来了无限的商机。尽管如此，由于脱硫工程准备及施工周期较长，截止2005年，国内的电厂脱硫普及率仍很低。于是，旧电厂脱硫的“欠账”未来得及偿还，新上电厂的所增加的硫排放负荷又继续加码，从而导致二氧化硫排放失控的局面，由此成为国家“十五”规划中极少未能完成的约束性指标（原规划是要求在2000年二氧化硫排放量的基础上降低10%，而实际情况则是增加了近30%）。

       进入“十一五”后，燃煤电厂脱硫进入了实质性的攻坚阶段，由于“上大压小”、“部分能源替代”等能源政策的实施，加上燃煤电厂脱硫装置的普及，二氧化硫的总量控制终于取得了成效。尽管在这个期间煤炭消耗量进一步上升到32.2亿吨（与2005年相比，煤炭又增加了约50%），但在各级部门“严防死守”下，终于实现了二氧化硫排放量在2005年的基准上减排10%的约束性指标。截至2010年全国火电脱硫普及率已达到82.6%，至今更是达到90%左右，远高于目前美国火电厂50%左右的脱硫普及率。纵观2000-2010的十年，我国在火电用煤消耗量增加近150%的前提下，由其所排放的二氧化硫绝对量反倒降低近60%。至此，我国的二氧化硫污染问题得到缓解，酸雨区面积有所下降，基本维持在陆地国土面积的30%左右。

       氮氧化物、重金属及细粒子控制还“任重道远”。然而，经过十余年的电厂脱硫攻坚，尽管火电厂二氧化硫污染得到一定程度的控制，但是大气环境质量并未得到明显改善，相反，以“灰霾”、“近地臭氧”为代表的大气污染“景象”频繁出现。究其原因则发现，只解决电厂脱硫问题，只能算解决问题的一个侧面。燃煤烟气中的氮氧化物、细粒子乃至重金属污染同样不可轻视。目前，燃煤行业所产的氮氧化物对我国酸雨的贡献越来越显著，对灰霾及近地臭氧也起着推波助澜的作用。我们至少需要5-10年的时间才能把燃煤电厂的脱硝问题消化掉。

       与此同时，目前国际社会对我国燃煤所造成的汞污染问题高度关注，为履行国际汞污染控制公约，我国还必须加强对燃煤烟气中汞排放的控制。 因此，燃煤污染控制的攻坚还任重而道远。

       近年来，笔者所负责的团队也在此领域开展一些力所能及的工作，比如，针对当前燃煤烟气的汞排放问题，通过近几年的努力，已使我们研究工作在国内处在领先地位，先后负责了“十一五”的 “863”计划及近期的“973”计划中的相关课题，并在相关技术的产业化推进方面发挥重要作用。在烟气脱硫方面，我们所自主研发的“镁-氨（铵）法联合脱硫脱硝及其高效资源化技术”，通过与企业合作开发，获得了2013年度科技部“国家重点新产品计划”的优先资助（A类）。

       极度不均衡的工业布局加剧了我国大气污染

       除了燃煤所造成直接污染外，我国相关工业的极度不平衡发展也对我国的大气污染带来了严重的影响。所谓的“极度不平衡”主要包括两个方面，一是工业产品种类分布显得过于集中，高耗能产业比例过高；二是这些工业所处的区域也是高度集中。

       我国的工业生产过分依赖高耗能、高污染的行业。目前国际上几乎在所有的高耗能产业都集中在中国。比如，我国的水泥产量占全世界的60%(年产量分摊到每个国人的头上可达1.6吨/年之多)，而且每年以近10%的速度增长，即使是在经济形势不太理想的2012年，依然如此；同样，我们粗钢产量也达到世界产量的46%以上，即使是在近年来进口铁矿石价格猛涨、钢价连续下挫的局面下，我们钢产量依然坚挺；我们的十大类有色金属的产量也连续十余年排世界第一，而且每年依然在以近10%的速度增长（大多精矿原料需要进口，且对外的依存度超过50%）；我们的稀土产量更是达到全球的90%以上（私采的未计入！），即使是在多方强烈呼吁保护战略资源的近两年，产量并未得到明显限制，我们依然在挥霍着！我国的日用建筑陶瓷目前占到世界产量的70%，并以10%以上速率继续增加；我们的建筑玻璃产量也占世界半壁江山。凡此等等，几乎可以想到的高耗能工业，在我国大多都占有50%以上的产能的。如此庞大规模的耗能产业，不仅海量地消耗着我国的不可再生能源及资源，而且对大气污染贡献巨大。由于我们过去对这些耗能产业所用的锅炉或窑炉的污染排放控制抓得不到位，极大地抵消了我们在电厂燃煤脱硫方面的努力成效。另外，与规模相较大的电厂相比，这些污染源相对分散，且同时解决脱硫、脱硝及细粒子排放问题，治理工作更为艰巨。

       另一方面，我国的燃煤电厂及上述所述各种工业在地区分布上也是极度不均。比较突出的现象是，东部能源需求强度及耗能工业分布密度远高于中西部地区。从我国东部算起，在仅占我国陆地面积的约30%的范围内，集中了我国近85%的火电厂、84%的水泥产能以及90%以上的钢铁产能。而在京津晋、江浙沪等局部区域的占比更高，污染排放强度也更大。这就不难理解为什么“灰霾”会频繁眷顾这些区域了。

       机动车尾气控制————油品质量不给力

       过高的煤炭使用量及极度不均衡的工业分布，已使我国中东部大气环境的污染承载力接近极限状态。于是，蓬勃的汽车工业发展以及欠佳的油品质量，就成为我国频繁“陷入”大面积灰霾的最有力推手。目前，我们的空气质量已经到了靠“天”主宰的地步，稍有静风或逆温等不利于扩散的气象出现，我们的空气质量就要报警。

       我国燃油品质问题确实是一直困扰机动车尾气污染减排的瓶颈。由于燃油中的硫份对其在发动机内燃烧以及尾气净化装置的负面影响较大，因此油品中硫含量被作为其分级的主要指标之一。而降低油品硫含量的关键，就是如何在其生产过程中脱除硫份（称之“石油脱硫”）。来交大工作后，我最早的研究方向就是围绕“石油脱硫”而展开的，针对油品深度脱硫投资大、效率不高等问题，尝试利用高能电离辐射（gamma射线）与催化耦合新技术，以期能在常温常压下实现石油的脱硫。该选题使我在首次国家自然科学基金课题申请中有幸获得优先资助，并成为2000年度我校资助额度最高的面上项目。基于此项目的基础研究，在石油脱硫新方法探索方面取得较好进展，并加深了对这个行业的发展状况的了解。

       在车用汽油的油品标准，我国目前全国仍普遍执行的国III标准（相当于欧III，硫含量<150ppm），目前仅有北京达到国V标准(相当于欧V，硫含量<10ppm)，而江浙沪等地所执行的也仅是国IV燃油标准(硫含量<50ppm）。而且欧盟及日本在2008年已过渡到欧V标准(硫含量<10ppm)。因此，从全国水平看，所网传的“我国汽油硫含量是欧洲的15倍”基本是属实的。

       关于车用柴油，我国环保部早在2010年就计划推行国IV标准，但是由于我国石油企业的原因，无法按期保障国IV标准车用柴油的供应，我国不得不两次推迟该排放标准的实施日期，从计划的2010年12月推迟至2012年1月，接着再推迟到2013年7月1日（这次能否按期执行，还有待观望）。

       在造成我国油品质量提升严重滞后的主要原因中，经济方面的固然是主要因素，也与我国目前的炼油原料品质不佳以及近年来石化行业盈利能力下降等外部环境有关。目前我国原油进口对外依存度超过55%（存在严重安全隐患），且大量进口原油来自中东地区，而中东原油又多属高硫油，以此作为原料必将影响下游石油产品质量。另一方面，在大型石化的产品链中，生产汽油及柴油的附加值较低（甚至亏损），需要联产附加值较高的其它石化产品来进行平衡补偿。但是由于近年来国内外石化行业普遍不景气，原本盈利较好的产品目前也大多利润变薄，而生产高品质的汽柴油又额外增加其负担。这也是为什么炼油企业为什么迟迟不愿进行油品升级的原因。此外，在石化行业中，优质原油一般先经过常压或减压精馏，以提炼用于生产附加值较高的化工产品。而生产汽柴油多利用重油、渣油等“下脚料”为原料，通过流化催化裂解炼油技术（通称FCC）生产汽油，所以这类汽油常被称作FCC汽油。目前我国有75%以上的汽油都属于这类油品。若不作进一步处理，这类油品中的硫含量很难控制在50ppm以下（即达到国IV标准），这也就是我国绝大多数地方汽油质量仍倾向停滞在国III标准的主要原因之一。

       对于常规FCC汽油，要想使其达到国V或国VI标准必须采取进一步的技术措施，比如采用FCC原料的加氢预脱硫、提高FCC工艺中“原位”脱硫能力或对FCC汽油二次加氢都是降低油品硫含量的有效方法，将其单独或结合使用，基本上能够保证成品油中的硫含量达到国IV标准。若再结合溶剂抽提、吸附或氧化脱硫等深度脱硫方法，使油品硫含量达到国V标准也没大的技术障碍。但生产成本增加是必然的，关键是如何结合当前的大气污染现状，在国家、地方、相关企业及用户的利益之间找平衡。

       此外，汽油品质还包含烯烃、芳烃及苯等含量限值指标。若调整不当，同样会影响机动车的排放。

       控制“灰霾”——-我们需要多方努力

       目前我国已全面进入大气复合物污染阶段，燃煤、机动车尾气以及行业有机废气污染将在今后很长一个时期内共同起主导着我们的大气环境质量，在当前情况出现灰霾问题是在所难免的。在未来的数年或更长的时间中，我国每年都可能会有规律地出现“灰霾季”及“近地臭氧季”，类似现象在国外也曾出现过，公众应理性对待，更需要我们多方努力控制。

       控制“灰霾”，我们每个人都能尽一份力。在日常生活中，厉行节约、适当调整生活习惯对减少“灰霾”有直接贡献。随手关灯、少用发胶、少开车等低碳生活方式的宣传对减少“灰霾”产生依然有效。还有一点，也许大家还没留意：按照我国的烹饪习惯，上海每天餐饮所产生的油烟废气多达30亿m3（计算依据：按800万户，每户每天油烟机有效排烟时间按10分钟计，餐饮企业及公共食堂的贡献分摊给那些不做饭的住户），该体积相当于上海地区所有电厂满负荷运行情况下每天所排烟气量的3-4倍。因此，我们若能适度调整一下烹饪方式来降低油烟排放，对控制“灰霾”也会有贡献。

       控制“灰霾”需要科学认识和技术创新。尽管“灰霾”在国外也很早就出现，人们对其成因也有了方向性的认识，但对其成因中所涉及的一些基础科学问题仍处在探索认识过程中。甚至在当前形成“霾”的前体污染物贡献上，我们也并没完全掌握，目前大多专家或学者所提供的行业贡献也仅是初步“预判”而已，我们的反演溯源能力还有待加强。比如，在“灰霾”排放源方面还的确存在不确定性，目前常规的电除尘或过滤技术(包括燃煤烟气的袋式除尘及柴油车的DPF碳烟控制单元)对热烟气中可低温凝结型颗粒物（可冷凝颗粒物）几乎无法去除，这类颗粒物在排放后对“灰霾”的贡献如何确定；现有脱硫、脱硝技术运行不当所造成的PM2.5问题如何避免，等等，这类基础问题需要我们静下心来去研究认识，来不得半点“浮躁”。

       由于我国开展大气污染控制技术研究起步较晚，特别是在工程技术方面与国外存在较大差距。以燃煤电厂脱硫产业为例，日、德、美早在上世纪70年代就先后实现了大型工程的产业化。再经此后的几十年发展，在逐渐成熟并形成了技术垄断。而我国，直到2000年，大型化烟气脱硫对国内大多从业者仍属新课题，国内当时也缺少长期坚守大气环保的大型企业。于是通过国内企业花巨资从国外引进技术成为我们当时唯一选择。经过近十余年的发展，尽管脱硫关键设备的国产化已取得长足进步，但许多关键技术知识产权仍为国外所掌控，国内的自主创新能力有待提高。

在燃煤烟气脱硝方面，我国也正面临着同样的问题，从关键催化剂配方到相应加工设备，我们还难以突破国外相关知识产权的保护，甚至连一些大宗原材料（如TiO2）还依赖进口。在机动车尾气净化方面，也存在类似情况。因此，加强我国在相关领域自身的科技创新显得尤为迫切，由于该领域多涉及工程应用，加强国内企业自身创新更为关键。另外，针对环保这一特殊行业，从业企业的社会责任感及“有担当”意识也亟待加强。

       最后，控制“灰霾”还需从国家层面来协调各方面关系，发挥“集中力量办大事”的作用。“十二五”期间，国家对大气环境质量的关注度进一步提升，针对“灰霾”及“近地臭氧”污染问题，推出了《重点区域大气污染联防联控国家规划》，并同时划定了“三区十群”的重点防控区域，对改善大气环境起着非常积极的作用。然而，针对当前的局面，国家或许还应发挥更大的作用，比如：在目前燃煤及工业污染排放仍高居不下的情况下，如何引导汽车工业循序渐进发展？如何通过加强燃煤及工业污染减排来尽早释放环境容量，以便为汽车产业的可持续发展“腾出”空间？这都涉及到国家宏观调控及各职能部门间的协调，限于篇幅不再赘述。

       学者小传

       晏乃强，上海交通大学环境科学与工程学院教授，博士生导师。1999年4月毕业于浙江大学环境化工专业，获工学博士学位，之后来我校任教，主要从事大气污染控制方面的教学与科研工作。分别主讲《大气污染控制工程》（本科生）、《大气污染控制理论与技术》（研究生）等专业主干课程。主要围绕工业源大气污染控制新技术的研发与应用开展工作，在燃煤烟气汞污染排放控制、资源化脱硫脱硝技术以及石油脱硫等方面具有较好研究特色。先后主持了国家自然科学基金面上项目、“973”计划课题以及“863”计划目标导向课题等；负责多项企业委托课题，完成了10余例实际废气净化工程以及“863”课题的示范工程的设计与调试。1999年11月至12月，东京工业大学资源化学研究所访问；2003年10月至2005年12月，加州大学（Berkeley）Lawrence国家实验室访问。先后在Environmental Science & Technology（8篇）、Chemical        Communications 及Applied catalysis B等国际上有影响的期刊上发表论文30余篇，获得国家授权发明专利14项、美国专利1项。

信息来源：【上海交通大学新闻网】