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【概要描述】

（本文基于拋磚引玉的想法,，歡迎批評(píng)指正,。原創(chuàng)作品并由公眾號(hào)“霧霾治理與生態(tài)優(yōu)化”首發(fā)，轉(zhuǎn)載需注明出處,，有批評(píng)建議請(qǐng)聯(lián)系本公眾號(hào)或微信號(hào)：xu1840）

       治理霧霾,，黨和國家高度重視,，如2017年4月26日國務(wù)院常務(wù)會(huì)議“集中攻克霧霾成因，堅(jiān)決打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”,。

2016年冬天,，環(huán)保部采取了嚴(yán)格措施，河北省通過調(diào)度令對(duì)重點(diǎn)行業(yè)實(shí)施調(diào)控停產(chǎn),，減排了非常多的污染物,。但冬天的霧霾次數(shù)、面積,、持續(xù)時(shí)間,、嚴(yán)重程度都超過上年度。最近7月初“桑拿天”的PM2.5數(shù)據(jù)同比高于往年,，更有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示6月份有半數(shù)城市的PM2.5同比轉(zhuǎn)差,。

幾十年來國內(nèi)外專家對(duì)霧霾的研究很多，為什么今年總理還說：“如果有科團(tuán)隊(duì)能夠把霧霾的形成機(jī)理和危害性真正研究透,，提出更有效的應(yīng)對(duì)良策,，我們?cè)敢饽贸隹偫眍A(yù)備費(fèi)給予重獎(jiǎng)！這是民生的當(dāng)務(wù)之急啊,。我們會(huì)不惜財(cái)力，一定要把這件事研究透,！”,。

本質(zhì)原因就是傳統(tǒng)脫硫脫硝技術(shù)的悖論，治理到某種程度后實(shí)際效果會(huì)迅速遞減,，甚至?xí)霈F(xiàn)負(fù)面效應(yīng),。

一、西方霧霾治理技術(shù)的宏觀悖論：

研究西方發(fā)達(dá)國家治理霧霾的歷史,，可以發(fā)現(xiàn)其成功的最關(guān)鍵因素是產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,，而不是技術(shù)。

如果通過技術(shù),、法律,、行政管理、道德等綜合手段能徹底解決霧霾,，西方發(fā)達(dá)國家就不會(huì)大量的向發(fā)展中國家（包括中國）轉(zhuǎn)移污染產(chǎn)業(yè),，其空氣質(zhì)量也不會(huì)直到1990年代才真正好轉(zhuǎn)。

還有兩個(gè)例子值得注意：德黑蘭基本上是天然氣，但霧霾也很嚴(yán)重,；南非去工業(yè)化的環(huán)境治理模式,，使國家經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)陷入倒退。

對(duì)此,，我國科技界早有論斷,，如原環(huán)保部陳吉寧部長在2011年曾用“單位土地第二產(chǎn)業(yè)增加值”來表征經(jīng)濟(jì)增長帶來的環(huán)境壓力，對(duì)國內(nèi)外的分析比對(duì)發(fā)現(xiàn),，如果沒有“十倍”的技術(shù)進(jìn)步的話,，那今天所有復(fù)制歐洲和美國的治理模式都將很難成功。

我國人口眾多,，能源結(jié)構(gòu)以煤為主,，排放強(qiáng)度是西方最高峰值的2-3倍，經(jīng)濟(jì)穩(wěn)中求進(jìn)的要求,，決定了不能重蹈南非去工業(yè)化道路的覆轍,，也不能復(fù)制西方產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的模式。

二,、傳統(tǒng)脫硫脫硝技術(shù)的微觀悖論：

傳統(tǒng)脫硫脫硝技術(shù)片面注重了二氧化硫,、氮氧化物的減少，沒有重視所有物料的轉(zhuǎn)化與物料平衡,，特別是向空氣中排放的物質(zhì),。主要技術(shù)悖論如下：

1、濕法脫硫包括石灰石膏法,、鈣法,、雙堿法、鎂法,、氨法等,，向空氣中增加了大量的液態(tài)水和超細(xì)顆粒物排放。

（1）,、實(shí)際案例：石灰石膏法的煙囪附近的石膏雨現(xiàn)象普遍,，沒有落地的石膏雨就會(huì)成為空氣中的超細(xì)顆粒物。

（2）,、物料平衡的理論計(jì)算與實(shí)際的差距,，過于專業(yè)，不展開論述了,。

（3）,、空氣的PM2.5檢測(cè)出大量硫酸鹽。如果對(duì)空氣中的超細(xì)顆粒物PM1甚至0.5進(jìn)行檢測(cè),，硫酸鹽將會(huì)更多,。

（4）,、石灰石膏法從國外引進(jìn)初期均有GGH煙氣再熱裝置，后因大量堵塞而全部取消,，試想一下,，過去堵塞的物質(zhì)去哪里了？當(dāng)然是空氣中,，并且水蒸發(fā)后的可溶物全部變成超細(xì)顆粒物,，有硫酸鹽、硝酸鹽,、重金屬等其他鹽類,。

2、脫硝包括SCR和SNCR脫硝,，向空氣增加了大量的氨（銨鹽）和三氧化硫等排放,。

（1）、脫硝（SCR工藝）增加三氧化硫是公認(rèn)的,，程度不同而已,，一般會(huì)使煙氣中三氧化硫增加50%以上。

（2）,、作為脫硝原料的氨很容易與二氧化硫,、三氧化硫、二氧化氮等酸性氣體形成銨鹽,，并且是氣溶膠形態(tài)的銨鹽為主,，在后續(xù)的濕法脫硫階段很難去除。

（3）,、理論上,，氨與氮氧化物的反應(yīng)需要嚴(yán)格的溫度控制，并且同時(shí)在催化劑表面才能產(chǎn)生,，化學(xué)反應(yīng)條件很苛刻,，而幾百PPM濃度下的反應(yīng)更難，產(chǎn)物,、副反應(yīng)產(chǎn)物,、原料（氨和氮氧化物）等均會(huì)大量存在于體系中,。

現(xiàn)有常用儀器檢測(cè)的結(jié)果不一定能反映出脫硝化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)真實(shí)情況,，需要更可靠的分析手段。

（4）,、宏觀的實(shí)際效果方面,，對(duì)空氣中酸堿性的權(quán)威研究表明，美國的空氣偏酸性,，而我國空氣偏中性,。以環(huán)保部公布的我國每年排放二氧化硫和氮氧化物各2000萬噸為基準(zhǔn),，這么多酸性氣體還使空氣呈現(xiàn)明顯的偏中性特征，需要多少氨基本上是可以理論推算出來的,。

這么多的氨從哪里來,？農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè),、生活廢水處理,、垃圾填埋等都會(huì)產(chǎn)生，但更多的是來自于脫硝的氨（銨鹽）逃逸,，冬天后者比例更高,。

上述因脫硫脫硝而新增加排放到空氣中的物質(zhì)，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)其對(duì)霧霾的貢獻(xiàn),，就可以發(fā)現(xiàn)技術(shù)悖論的最直接證據(jù),。

三、脫硫脫硝新增加的物質(zhì)對(duì)霧霾的貢獻(xiàn)：

正常氣象是空氣離地面越高溫度越低,，每升高100米溫度下降約0.6℃（霧霾高度約350米）,，地面熱空氣不斷向上升騰，將污染物擴(kuò)散到高空,。反之就是逆溫層,，這時(shí)垂直方向的空氣對(duì)流運(yùn)動(dòng)減弱甚至停滯，容易形成霧霾,。

1,、液態(tài)水和超細(xì)顆粒物既增加了逆溫層形成的風(fēng)險(xiǎn)，又增加了氣溶膠形成的可能性,，對(duì)霧霾的貢獻(xiàn)較大：

（1）空氣中的液態(tài)水氣化,，不僅使近地氣溫下降，還大量增加了空氣濕度,，水中的可溶物更形成超細(xì)顆粒物,。

（2）超細(xì)顆粒物是氣溶膠的凝結(jié)核，顆粒越小數(shù)量越大,，納米級(jí)更有紫外光催化活性作用,，促進(jìn)臭氧和二次污染物的生成；還能吸收空中紅外線形成空中加溫現(xiàn)象,。

2,、三氧化硫，強(qiáng)酸性氣溶膠形態(tài),，很容易吸收水分和氨,，在空氣中形成PM2.5，對(duì)霧霾有貢獻(xiàn),。

3,、氨（銨鹽）不僅對(duì)霧霾有直接貢獻(xiàn),，更有化肥特性，容易導(dǎo)致微生物的爆發(fā)式繁殖,，形成嚴(yán)重霧霾：

美國馬里蘭大學(xué)的研究表明,，過量的氨形成富營養(yǎng)化的氣氛，讓懸浮顆粒漂浮在空氣中,，是霧霾的主要貢獻(xiàn)者,。

同時(shí)，氨及銨鹽是化肥,，溶解于氣溶膠會(huì)形成有水有肥的小氛圍,，促進(jìn)空氣中微生物繁殖導(dǎo)致霧霾。

脫硝過程中本來就有氨（銨鹽）逃逸,，冬天霧霾嚴(yán)重時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案,，為了降低排放指標(biāo)，普遍加大噴氨量,，更多的氨（銨鹽）反而加重空氣營養(yǎng)化,，形成惡性循環(huán)。這是2016年冬天霧霾比上年度更嚴(yán)重的最主要原因,。

四,、現(xiàn)階段霧霾成因的微觀分析：

從物質(zhì)角度看有下列因素：粉塵煙塵類、二氧化硫,、氮氧化物,、VOC、臭氧,、近地空氣中液態(tài)水及氣態(tài)水,、硫酸鹽、氨（銨鹽）,、硝酸鹽,、微生物等。

采用對(duì)比法和排除法,，現(xiàn)階段霧霾有其特殊性,，重點(diǎn)在于找到主要矛盾和矛盾的主要方面。

1,、空氣中的微生物在有水有肥的情況下爆發(fā)式繁殖導(dǎo)致嚴(yán)重霧霾,，這是現(xiàn)階段霧霾的最主要成因。

有研究表明空氣中微生物上千種,，微生物是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、繁殖快,、分布廣,、個(gè)體最?。{米、微米級(jí)）,、適應(yīng)性強(qiáng)的生物,，有些在0℃以上就可以不同速度的繁殖。

冬季寒冷干燥的空氣中微生物活力低,，使空氣中的氨,、銨鹽、硝酸鹽不斷積累,，當(dāng)氣溶膠形成條件適合時(shí),，有水有肥的微環(huán)境導(dǎo)致微生物爆發(fā)式繁殖，大面積霧霾一夜之間突如其來,；而一夜之間快速消散的原因是高空冷空氣下沉使空氣濕度降低,，氣溶膠減少且微生物不再繁殖，并不是污染物被風(fēng)吹跑,，而且風(fēng)速也不可能一夜之間千里之遠(yuǎn),。

還有兩個(gè)間接證據(jù)：霧霾嚴(yán)重時(shí)PM10數(shù)值迅速變大，現(xiàn)實(shí)中沒有PM10排放突增的可能性,，原因主要是微生物繁殖后尺寸變大,，這也是嚴(yán)重霧霾時(shí)視覺效果差的關(guān)鍵因素之一；近年空氣中銨鹽和硝酸鹽含量很高,，但是嚴(yán)重霧霾時(shí)對(duì)顆粒物采用掃描電鏡的觀察,，反而很少發(fā)現(xiàn)銨鹽和硝酸鹽（主要是因微生物繁殖而消耗）。

2,、液態(tài)水,、超細(xì)顆粒物容易導(dǎo)致氣象異常，而氣象異常加重污染從而引發(fā)霧霾,，這是現(xiàn)階段霧霾的主要成因,。

冬天更容易形成逆溫層（低處因液態(tài)水氣化而降溫，高處因超細(xì)顆粒物的陽光加溫效應(yīng)而升溫）,，逆溫層加重污染和霧霾,，霧霾再加劇逆溫層，惡性循環(huán),，必須有冷空氣才能打破循環(huán),，俗話說“等風(fēng)來”。

3,、污染物排放總量過大,，包括二氧化硫、氮氧化物,、VOC