刘 丽，吴 飞

（重庆市生态环境科学研究院，重庆 401147；重庆汇天环保工程有限公司，重庆 400084）

0 引言

水泥是应用最广泛的建筑材料之一，在经济发展中发挥着重要作用。然而，水泥制造业也是一个高能耗、高污染的行业。水泥生产过程中，由于破碎、粉磨和高温煅烧，产生大量颗粒物、NOx、SO2等大气污染物，不仅严重影响环境和人体健康，而且制约了水泥企业的发展。

1 我国水泥工业发展现状

随着我国工业改革的进一步发展，水泥的应用需求不断提高，我国的水泥产量也在世界市场中稳居第一，进入到21 世纪以来，随着我国经济的进一步发展，水泥工业发展速度也是令人叹为观止。图1 为我国2000—2014 年水泥总产量与年增长率。

图1 中国水泥厂年产量与增长率

除了产量增长外，中国水泥工业在各个方面都取得了巨大成功。持续技术创新，低温余热发电技术，协同垃圾处理，日产10000t 水泥生产线，SNCR 除尘技术，高固气比悬浮预热技术升级调试。该装置技术拥有国际先进水泥生产技术的自主知识产权，从引进到自主创新，单位生产单元的设计成本大大降低。它具有强大的国际竞争力，已出口到沙特阿拉伯、越南、南非，甚至美国和西班牙等50 多个国家。产业结构逐步优化，兼并重组步伐加快，市场集中度提高。前十大公司占总产量的40%以上，两家公司的年产量超过1 亿t；许多水泥企业开始从上游水泥制造业延伸到商业混凝土和水泥制品等建筑产业链的后端，生产效率远远高于非集团企业。可以说，我国水泥工业在生产、设备技术和产业结构等方面发生了与世界先进水平相当的地震般的变化[1]。

其次，中国水泥的生产规模也在逐步壮大。通过近20 年的发展，中国水泥生产规模在不断扩大，一些大型公司正在茁壮成长，大大增强了我国水泥产业的综合实力，促进了国民经济结构调整和工业现代化。2000 年，国家支持的十大水泥公司的总产量为2640 万t，仅占中国水泥总产量的4.4%。到2005 年底，这一比例上升到15%。

与此同时，我国水泥制造科技的整体提升也在推进中。在积极引进、消化、吸收国外水泥产业前沿科技的基础上，中国水泥替代技术有了较大提升。从1976 年我国首台新干法锅炉投入至今，700～2000 万t 有限公司的新干法锅炉生产线均已国产化，并出口到了欧盟、东南亚、非洲等发达国家。新型干法炉5000t SpD生产技术成熟，已达到国际先进水平。新干法炉8000t.D.和10000t.D.的生产线已经建成。从技术上讲，我国水泥行业的技术水平与发达国家相比差距不大。

水泥厂发展存在以下两个问题。

（1）原材料等资源消耗快。

在我国当前国民经济建设中，水泥作为建筑所必需的材料一直以来都得到了极大的应用，由于混凝土产业是高耗能产业，水泥产业所耗费的煤炭资源占我国煤炭生产总需求量的15%左右，由此可见原材料等资源的消耗问题还有待解决。

（2）对大气造成严重污染。

中国水泥工业在发展过程中也对大气环境造成了极大的影响。一些有害气体，虽然有标准规范，却没有完善的科技和装备的支持。大量烟雾、灰尘的污染是我国水泥产业的又一个重点污染。水泥生产所产生的烟尘、废气位居我国工业行业烟尘、废气总排量之首。然而目前尚有一些立窑生产线仍在运转，这种生产方式的烟尘、废气排放量极高，而且这种生产方式对于这些气体的处理并没有更先进的技术，因此产生了较为严重的尘环境污染。

2 水泥工业污染物排放对大气的危害

自改革开放以来，我国对于水泥产业的发展进步明显。2006年，中国水泥生产达到了12 亿t，并连续了多年成为世界第一。而中国水泥的工业生产规模却在不断增加，环境污染问题也愈演愈烈。从水泥厂排放的废气中，依其产生程度又可分为气溶胶污染废水和气体污染。在水泥制造过程中，排放的气溶胶散射废水中大多为各种粉尘废气；废气污染主要是指各种种类的有害废气，如硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物和碳氢化合物。上述污染均对人类、动植物、气象、工农业产品等影响。水泥制造过程中所形成的粒子为碱性的，易造成周围土壤酸化，严重影响植株生长发育。另外，颗粒中存在大量二氧化硅，经吸收后还可引起肺组织纤维化，从而产生矽肺。

水泥厂在生产水泥的过程中所产生的有害气体会对大气造成严重污染。水泥生产不可避免地会在生产环境中产生大量粉尘，如矿石开采、原材料和燃料的破碎和研磨、熟料煅烧、原材料的运输和储存、水泥产品的包装和交付。据统计，中国水泥行业的粉尘及有害气体排量占我国这方面排放总量的近50%。虽然我国已经开展了一些水泥厂空气污染的研究，但覆盖范围非常有限，缺乏普查研究，不同的计费方法存在较大差异，导致结果存在较大差异。对水泥行业颗粒物排放特性的分析和研究也很低，尤其是对颗粒物的研究还不够深入。相比之下，国外许多发达国家都对水泥生产过程中的大气污染物进行了全面的监测和控制，这对我国水泥行业具有借鉴意义[2]。

总之，水泥制造业污染作为我国长时间以来未能完全解决的问题，受到了国内外的高度重视。中国水泥行业起步缓慢，许多公司。近年来，我国对这方面的研究逐渐增多。统计排放数据不清楚、不准确，缺少有意义的数据报告，对水泥厂污染物的评估也不够充分。而西方发达国家对这方面的研究早已非常成熟，因此或许我们可以从中吸取经验，总结规律。

3 对水泥厂排放污染的研究意义

我国的空气质量以煤烟污染物为主要特点，而空气细颗粒物则是污染物的主要源头。而这种颗粒物本身就是可以对人体造成严重危害的化学物质；这种粒子表面结构复杂，被人类吸收后，对直接危及人类身体健康的危险物体具有强大的吸收作用；同时大量粒子的排放也对降水量天气状况造成了一定的影响，从而引起了“负温室效应”。

凭借对于不同污染源产生的大气颗粒物和不同空气动力直径的大气颗粒物的排放特性，我们可以有效地控制颗粒物，从而减少其对大气以及人体所造成的危害。

3.1 社会重要性

水泥的生产对大气环境造成了严重危害，但是对于其排放量的统计还存在较大的误差。对大气污染物进行调查，对于进一步明确水泥厂粉尘排放状况和污染应对政策制定具有重要意义，并为政府做进一步的决定提供参考。

最近几年来，雾霾的发生频率明显升高，而水泥行业作为传统的大气污染源而被视为雾霾的主要来源。通过研究水泥排放的空气污染物，可以对水泥厂今后的发展寻求明确的目标。

3.2 水泥厂转型发展的研究意义

中国进入“十二大”后，政府部门在五年计划中提出了更严格的水泥行业大气污染物限值，废气、粉尘的排放限值大幅降低，意味着污染程度高、能耗高的水泥企业生产需要逐步向绿色产业转型发展。如果违背环保要求，水泥企业在未来估计会面临毁灭的命运。所以说这方面的研究能够对促进企业向着绿色方面发展具有积极作用，同时在调查过程中，从持续发展的角度对水泥厂粉尘、废气的形成以及减少水泥厂大气污染物排放的措施进行讨论和分析[3]。

4 结语

水泥行业不仅是我国重要的原材料行业，也是一个消耗大量资源和能源的行业。同时，也是污染防治的重点产业之一。尤其是粉尘排放，相关环保部门和社会各界一直在考虑如何才能推动水泥产业绿色发展的问题。所以说加快技术进步，用先进技术和设备提高技术水平，缩短与各国污染整治方面的差距对于我国以及世界大气污染整治都具有重要意义。因此各地区必须严格执行国家和地方的排放标准，达到国家或地方控制污染物排放总量的要求，加强公司的环境管理，并在细处做文章、下功夫，控制公司无组织的粉尘排放，推动水泥胜场行业向着绿色环保的方向发展。