城市大气环境氮氧化物污染治理技术分析

2023-03-25胡梅侠

山西化工 2023年2期

胡梅侠

（山西省运城市生态环境保护综合行政执法队，山西运城 044000）

引言

在城市环境治理的大背景下，相关部门以及研究人员，针对城市大气环境中的氮氧化物污染治理技术，进行了相应的探索与研究，并将相应的研究成果，充分的利用到了我国城市大气环境的氮氧化物污染治理之中，使我国城市内部的生态环境建设，得到了更进一步的发展。在这个过程中，再辅以城市环境执法工作的开展，相信我国的城市生态环境建设会越来越好。

1 城市大气环境氮氧化物污染的产生

随着我国城市化发展的逐步深入，经济发展水平与社会发展水平的提升，也带来了相应的生态环境污染问题，在这种情况下，城市空气的污染问题，已经成为威胁人们正常生活、发展的关键性影响因素。据相关调查显示，全世界范围内，有80%以上的城市环境建设，达不到世界卫生组织所规定的大气环境标准。同时，还有一个触目惊心的数字，需要及时注意，那就是在每一年中，全世界会有大约420 万人，在空气污染中死去。基于此，为了最大限度的对空气污染问题进行解决，世界卫生组织，进行了空气污染物排放标准的发布，其中包含四项内容，分别为NO2（二氧化碳）、SO2（二氧化硫）、O3（臭氧）、PM（颗粒物）。同时，各个城市、地区的发展中，为了促进城市内部环境的进一步发展，已经开始进行“环境空气质量监测站”的建设。

需要重点关注的是，在各个地域、城市的不断发展中，不可否认的是“车辆运行的尾气排放”，也是造成城市环境、空气污染的最主要因素之一。在车辆行驶中，所排放的尾气，会直接影响到周围街道的环境空气质量，但是，需要明确的是，城市内部的街道，是人民群众的重要户外活动空间，这种污染的产生，会对行人、附近居民以及司机的身体健康，造成严重的影响。再加上街道路边与污染物质之间的距离较近，该区域位置的污染浓度，明显高于其他区域。

同时，随着我国经济发展水平的提升、人口增长速度的加快，城市人口的密度也越来越大，特别是在一些购物中心、交通枢纽的附近，由密集、高层建筑物，所组成的街道峡谷显而易见，这种现象的形成，就使得城市内部的污染物，无处扩散，加剧了城市内部的污染程度。这就需要环境质量检测人员以及城市环境执法人员，加大自身的研究、监管、执法力度，以推进我国各个城市，环境空气的高质量发展[1]。

2 影响城市大气环境氮氧化物污染物排放的因素

2.1 街道峡谷的形成

在城市内部，由于街道峡谷的出现，产生了以两侧建筑物以及底部地面为界限的“半封闭空间”，这种空间的形成，就会使大气环境中的氮氧化物污染气体，只能在顶部的开放空间，进行扩散，这种扩散方式与宽敞明亮的街道相比，在很大程度上限制了自然通风，缓解去除污染物效果，使得城市空气环境中污染物的浓度持续升高。在一般情况下，相关研究人员所重点关注的街道峡谷参数，就是纵横比，如果峡谷街道的纵横比越大，污染物扩散的就会越慢，通风也就会被削弱。

同时，相关研究人员需要注意的是，街道宽度和建筑长度之间的比值，乃是影响污染物扩散的另一个重要参数，在二者的比值较大时，整个扩散的过程，是可以被简化为一种二维的问题的，但是，在实际上，城市内部区域可以被划分为具有有限二者比值的街区，在这种前提下，街道峡谷之间，空气排放、交换、再分配的重要场所，就可以是道路的交叉口位置，然而，由于整个过程会因建筑高度、大气稳定性、环境的风速、建筑物的对称性等因素的影响而变得十分复杂，因此，还需要相关工作人员结合具体实际情况，进行具体的分析。

而在街道峡谷高度对称或者不对称时、屋顶形状是斜角、平面、抑或是三角形时，这种不同的影响因素，会直接影响到街道峡谷的风向，并对空气质量造成严重影响。其中，街道障碍物的存在，也会在一定程度上改变街道峡谷的几何形态，例如，街边停放的汽车、高架桥、绿化树木、隔声屏障等等。

2.2 相应化学反应的产生

在城市环境空气的变化中，学反应的产生是不会对气流有影响的，但是他对街道峡谷的污染物成分影响是较大的。在相应的氮氧化物污染气体中，存在着如CO2（二氧化碳），CO（一氧化碳），HC（碳氢化合物）等多种组成成分，其中，氮氧化合物在产生时会与臭氧快速反应，这也就能够看出它的化学反应性，这里需要注意的是，臭氧并不是由车汽车尾气直接排放，它是在阳光的照射下，因为氮氧化合物和挥发性有机物，经过光的化学反应，而产生的二次污染物，它的反应过程，如图1 所示。氮氧化合物的出现，是以柴油车辆为主的，表现形式体现在一氧化氮上，这种污染物的存在，会使周边街道路边的臭氧浓度，低于附近环境，但是，二氧化氮的浓度，则会比附近环境高。同时，街道峡谷中，氮氧化合物与臭氧之间的反应，是会受到各种各样元素影响的，其中包含交通条件所导致的氮氧化合物以及挥发性有机物、天气条件中所包含的阳光、风速、温度等、还有就是峡谷几何形态中对阳光直射以及接调气流造成影响的纵横比等。而城市植被的存在，也可以通过在叶片表面沉积的颗粒排放物、叶片气孔吸收的污染物等方式，来进行空气污染的降低，这种净化能力的体现，是由环境条件以及植被的种类来决定的。

图1 臭氧的产生

2.3 交通状况的产生

在我国城市化道路的发展过程中，汽车尾气乃是导致大气环境氮氧化物污染的主要原因，其中驾驶条件、交通量构成等，是对尾气排放造成影响的关键性因素，简单来说，如果交通量越高，污染排放量就会随之增高，这就会导致街道峡谷的污染浓度变得更高，但车辆的排放速率之间有明显差异，这就使得其对总排放量的贡献，也各有不同。根据相关调查统计显示，重型柴油车在全世界的道路车辆总数中，占比很小，在公路上，他们的氮氢化物排放在40%～60%之间，PM 的排放量也是40%～60%，而黑炭的排放量则在70%～90%。由此也能够得出重型柴油车会导致空气污染浓度变高。此外，如果出现发动机排放控制系统故障、放标准过时以及行驶里程过高等情况时，车辆也会排放出更多的尾气。驾驶条件则因两种方式导致其对路边空气质量造成污染，一是车辆引起的湍流，二就是排放率。重载车辆排放率很高，在其进行上坡路段加油、公交车站后加速、红绿灯停车、拥挤路段频繁停车等情况时，空气的污染物浓度就会持续增高[1]。与行驶速度较为缓慢的车辆相比，快速行驶的车辆增强了排放物的扩散，也降低了街道峡谷的排放物浓度。

2.4 气象条件的影响

在城市中所产生的氮氧化物污染情况，也与气象条件息息相关，在气象条件中，会包含各种气象参数，例如风向、湿度、温度、风速、阳光等，在这些因素中，风向、风速是对街道谷排放物扩散，产生影响的主要因素。在风速较高的情况下，能够形成风致湍流，对于所产生的放物也能够做到更快的消除，路边的空气质量能得到充分的改善。而在风向这个影响因素上，与街道轴线平行的风，能够快速去除排放物，但是需要注意的是，平行风所能够产生的垂直气流是十分有限的，这就会使一个潜在问题产生，那就是长街道峡谷的顺风区域，会产生排放物的累积。而与街道轴线垂直的风，则不利于排放物的扩散，同时会在建筑屋顶，引起涡流。这种现象的产生，就会使排放物分布，十分不均匀。而与街道轴线倾斜的风，则会产生两种效果，一种就是对排放物的最佳去除效果，另一种就是对排放物的最差去除效果，这主要是因为风向的微小变化，也会引起接到气流污染物分布的变化。除了上述与风相关的因素，阳光也会对路边的空气质量产生影响，在阳光逐渐加热建筑物地面、外墙时，热效应会致使福利的产生，加速街道峡谷中排放物、气流的扩散[2]。

3 城市大气环境氮氧化物污染治理措施分析

3.1 城市规划工作的合理设计

在城市中所产生的氮氧化物污染情况，也与气象条件息息相关，在气象条件中，会包含各种气象参数，例如风向、湿度、温度、风速、阳光等，在这些因素中，风向、风速是对街道谷排放物扩散，产生影响的主要因素。在风速较高的情况下，能够形成风致湍流，对于所产生的放物也能够做到更快的消除，路边的空气质量能得到充分的改善。而在风向这个影响因素上，与街道轴线平行的风，能够快速去除排放物，但是需要注意的是，平行风所能够产生的垂直气流是十分有限的，这就会使一个潜在问题产生，那就是长街道峡谷的顺风区域，会产生排放物的累积。而与街道轴线垂直的风，则不利于排放物的扩散，同时会在建筑屋顶，引起涡流[3]。这种现象的产生，就会使排放物分布，十分不均匀。而与街道轴线倾斜的风，则会产生两种效果，一种就是对排放物的最佳去除效果，另一种就是对排放物的最差去除效果，这主要是因为风向的微小变化，也会引起接到气流污染物分布的变化。除了上述与风相关的因素，应会致阳光也会对路边的空气质量产生影响，在阳光逐渐加热建筑物地面、外墙时，热效使福利的产生，加速街道峡谷中排放物、气流的扩散。

3.2 政策法规上的交通干预

在进行污染物控制的时候，你可以选择进行交通的干预，其中包含用车排放的控制以及新的车辆技术和法规的控制两方面。能够减少用车辆排放的方式是多种多样的，例如，用加氢处理植物油和天然气制油，来进行燃料的代替、旧车的淘汰、车辆的改造、高法上车辆的筛选等，也可以创设低排放区，并限制高排放车辆进入到市中心或者是特定的街道之中，据相关调查显示，全世界范围内已经建设了约250 个左右的低排放区，还有部分城市为了进一步降低空气污染，实施了拥堵收费计划，这些城市包括新加坡、斯德哥尔摩、伦敦等[4]。

而在进行新的测量技术以及法规的推行时，严格的排放法规以及先进的车辆技术能够充分缓解空气污染问题，电动汽车的出现，是当前人们认为的最有效的缓解方式。我国相关研究人员通过从油井到车轮分析法，进行了我国电动汽车和汽油车排放量的对比估算，研究结果显示，和汽油车相对比较而言，电动汽车的各项污染物排放，都有了明显的降低，其中，仅有二氧化硫和PM2.5并无显著变化，根据研究人员的预测，直至2030 年，如果电动汽车的普及率有合理的规划，我国长江三角洲地区的PM2.5平均浓度，会有极为明显的降低。但是，在当前阶段，因为充电基础设施、价格等问题，电动汽车的销量仅是全球汽车销量中的小部分，传统烧油汽车仍占据销量的主导地位。因此，就需政府部门推行相应的法律法规，以推动清洁发动机技术的发展，减少汽车的排放量，以达成减缓城市大气环境氮氧化合物污染治理的最终目的。

3.3 环境执法力度的加强

除了上述的两种方法外，环境执法力度加强，对于大气环境氢氮化合物污染的治理，也有至关重要的促进作用。这里需要对环境执法的要点有重点的关注。关于城市环境执法工作要点的阐述，主要从以下三方面出发，首先，就是要丰富执法人员的专业知识储备与技能锻炼，从而建设环境执法的主力军。在这一环节之中，需要从以下五点入手，进行规划：要懂得进行党建强引领业务精的推进；要懂得执法大练兵活动的持续、有效开展；环境应急大练兵的活动，也要注意定期开展；执法机构规范化、科学化、合理化建设水平的提高；环境信访活动的定期开展；就是对于执法机构的执法稽查工作，要做到不断强化；其次，就是各个地域要加强执法力度，并深入推进执法效能的提高。在这一部分之中的要点也有六点：要将生态环境保护的执法方式，进行不断地优化；要将生态环境的执法、监管力度，进行不断的优化；将自动监督等非现场监督，进行不断的强化；将“双随机，一公开”的监管工作，进行不断的深化；“三同时”以及自主验收执法的强化；跨区域联动执法的进行；最后，就是强化精准执法，并打好污染防治攻坚战。在这一环节中，需要关注的执法要点有五点：对于饮用水水源地环境保护的加强；对于重点领域、行业、区域的监督帮扶工作，一定要做好；对于生态环境的违法犯罪行为，要及时做到依法打击；对于生活垃圾焚烧发电行业专项整治力度的极爱去爱国；重点领域任务攻坚工作的开展。通过对于以上的论述，能够明确，城市环境执法的要点所在，而本文中的城市大气环境氮氧化物污染，也是城市环境执法工作开展，所需重点关注的部分，需要相关工作人员，进行积极的监管。相关部需要强化综合监督管理力度、深入推进综合性执法，加强信息共享、考核评价、通报反馈、联合执法、争议协调等，不断强化执法队伍的建设，推动社会的多元共治。