馬婧怡

（長治市生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心，山西 長治 046000）

鋼鐵行業(yè)在我國是經(jīng)濟(jì)支柱型產(chǎn)業(yè)，從21 世紀(jì)初到現(xiàn)在產(chǎn)量逐漸增加，對我國環(huán)境造成嚴(yán)重污染[1]。鋼鐵行業(yè)具有產(chǎn)量大但耗能多的典型特點(diǎn)，促進(jìn)鋼鐵行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，節(jié)約有限的不可再生資源、降低能耗、減少廢氣污染物排放成為重中之重。王勇等在分析我國鋼鐵行業(yè)焦化節(jié)能減排現(xiàn)狀及主要影響因素的基礎(chǔ)上提出在生產(chǎn)過程中要實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，控制好焦化廢水處理量，從工藝上提高減排能力[2]；鄭昊天等利用WRF-CMAQ 模式定量了我國鋼鐵行業(yè)2005 年—2017 年排放量對各省人口加權(quán)污染物濃度的影響，提出特別要加強(qiáng)對燒結(jié)機(jī)二氧化硫和顆粒物排放的控制[3]。目前，很少有人基于廢氣污染源在線監(jiān)測數(shù)據(jù)（CEMS）計(jì)算鋼鐵行業(yè)排放量量化分析其對環(huán)境空氣質(zhì)量的影響[4]。污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)在各企業(yè)中用于對其廢氣、廢水污染源的監(jiān)測，利用分析儀、工控機(jī)和數(shù)采儀將數(shù)據(jù)傳輸至環(huán)保部門，使其更加便捷地了解監(jiān)管企業(yè)的污染物排放數(shù)據(jù)，是開展環(huán)境監(jiān)測工作的重要途徑[5]。因此，本文旨在基于長治市重點(diǎn)污染源在線監(jiān)測數(shù)據(jù)（CEMS）研究2020 年—2021 年鋼鐵行業(yè)廢氣監(jiān)測因子顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放量變化規(guī)律以及對不同時期環(huán)保減排政策的響應(yīng)機(jī)制。為以后環(huán)保督查提供數(shù)據(jù)支撐，也對火電、焦化、化工、玻璃、水泥等行業(yè)在線監(jiān)測提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源與處理

污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）是對廢氣、廢水污染源重點(diǎn)監(jiān)控企業(yè)實(shí)時監(jiān)控的系統(tǒng)，其中廢氣污染源監(jiān)測因子包括顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、氧含量、流量、煙氣含水量、煙氣流速等，分別有分鐘、小時、月、年等在線監(jiān)測數(shù)據(jù)[6]；廢水污染源監(jiān)測因子包括化學(xué)需氧量、氨氮、總磷、總氮、pH、水溫等在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，環(huán)保監(jiān)管部門24 h 實(shí)時對企業(yè)污染物環(huán)保設(shè)施運(yùn)行情況及排污情況進(jìn)行監(jiān)管，為環(huán)境執(zhí)法檢查提供可靠的在線數(shù)據(jù)依據(jù)[7]。山西省長治市煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）的配套建設(shè)使用和監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸聯(lián)網(wǎng)在2009 年完成。目前，長治市生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心采用西安交大長天軟件股份有限公司開發(fā)的重點(diǎn)污染源自動監(jiān)控與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)3.1，依據(jù)《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ/T 75—2007）和《污染源自動監(jiān)測設(shè)備比對監(jiān)測技術(shù)規(guī)定（試行）》要求，對煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）進(jìn)行日常維護(hù)、審核，根據(jù)自動監(jiān)控平臺規(guī)范對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和監(jiān)測數(shù)據(jù)，形成從企業(yè)到縣級、市級環(huán)境監(jiān)控中心再到生態(tài)環(huán)境部監(jiān)控中心縱向?qū)崟r數(shù)據(jù)傳輸鏈。本文研究的數(shù)據(jù)來源于山西省長治市生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）鋼鐵行業(yè)2020 年—2021 在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的小時數(shù)據(jù)。

2 鋼鐵行業(yè)大氣污染物排放監(jiān)測大數(shù)據(jù)分析

2.1 鋼鐵行業(yè)大氣污染物與全市大氣污染物對比分析

從下頁圖1～圖3 可知，2020 年—2021 年長治市鋼鐵行業(yè)污染物監(jiān)測因子顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放量在全市排放量的比重較大，尤其顆粒物的占比較高。2020 年1 月至12 月長治市鋼鐵行業(yè)顆粒物排放量為337.553 t，全市顆粒物總量為907.067 t，鋼鐵行業(yè)占比37.2%，鋼鐵行業(yè)二氧化硫排放量為828.088 t，全市二氧化硫總量為3 560.805 t，鋼鐵行業(yè)占比23.3%，鋼鐵行業(yè)氮氧化物排放量為1 874.991 t，全市氮氧化物總量為11 637.481 t，鋼鐵行業(yè)占比16.1%；2021 年1 月至12 月長治市鋼鐵行業(yè)顆粒物排放量為321.944 t，全市顆粒物總量為876.001 t，鋼鐵行業(yè)占比36.8%，鋼鐵行業(yè)二氧化硫排放量為490.894 t，全市二氧化硫總量為3 160.941 t，鋼鐵行業(yè)占比15.5%；氮氧化物排放量為974.952 t，全市氮氧化物總量為10 118.729 t，鋼鐵行業(yè)占比9.6%。因此，在全市多行業(yè)中，尤其應(yīng)抓緊鋼鐵行業(yè)污染物減排工作，加強(qiáng)鋼鐵行業(yè)節(jié)能增效措施，提高減排成效。

圖1 2020 年—2021 年鋼鐵行業(yè)顆粒物排放量與全市對比

圖2 2020 年—2021 年鋼鐵行業(yè)二氧化硫排放量與全市對比

圖3 2020 年—2021 年鋼鐵行業(yè)氮氧化物排放量與全市對比

2.2 鋼鐵行業(yè)大氣污染物年度排放量變化趨勢分析

從下頁圖4、表1 中2020 年—2021 年鋼鐵行業(yè)的“獨(dú)立樣本檢驗(yàn)”表格的方差齊性Levene 檢驗(yàn)和關(guān)于均值相等的t 檢驗(yàn)結(jié)果來看，2021 年長治市鋼鐵行業(yè)二氧化硫、氮氧化物排放量比2020 年顯著減少，顆粒物排放量有所減少。其中，顆粒物2021 年排放量月均值為26.829 t，2020 年排放量月均值為28.128 t，t檢驗(yàn)的雙側(cè)Sig 值0.488＞0.05,即在0.05 的顯著性水平上，顆粒物排放量在2021 年和2020 年之間不存在顯著的差異，但有所減少，由28.128 t 減少到26.829 t；二氧化硫2021 年排放量月均值為40.908 t，2020 年排放量月均值為69.007 t，t 檢驗(yàn)的雙側(cè) Sig 值0.001＜0.05,即在0.05 的顯著性水平上，二氧化硫排放量在2021 年和2020 年之間存在顯著的差異，且顯著減少28.099 t；氮氧化物2021 年排放量月均值為81.246 t，2020 年排放量月均值為156.249 t，t 檢驗(yàn)的雙側(cè)Sig 值0.000＜0.05,即在0.05 的顯著性水平上，氮氧化物排放量在2021 年和2020 年之間存在顯著的差異，且顯著減少75.003 t。

表1 2020 年—2021 年長治市鋼鐵行業(yè)顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放量組統(tǒng)計(jì)、獨(dú)立樣本檢驗(yàn)

圖4 2020 年—2021 年長治市鋼鐵行業(yè)顆粒物、二氧化硫、氮氧化物月排放量

3 鋼鐵行業(yè)大氣排放監(jiān)測數(shù)據(jù)分析結(jié)果探析

長治市鋼鐵行業(yè)2021 年二氧化硫、氮氧化物排放量與2020 年相比顯著減少，與環(huán)保減排政策緊密相關(guān)。如下頁表2 所示，長治市鋼鐵行業(yè)自2015 年1月1 日起，燒結(jié)機(jī)頭、燒結(jié)機(jī)尾、球團(tuán)/ 豎爐執(zhí)行GB 28662—2012《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，高爐熱風(fēng)爐、礦槽、出鐵場執(zhí)行GB 28663—2012《煉鐵工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，轉(zhuǎn)爐（一次煙氣）、轉(zhuǎn)爐（二次煙氣）執(zhí)行GB 28664—2012《煉鋼工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》；2018 年10 月1 日起，鋼鐵行業(yè)燒結(jié)機(jī)頭、燒結(jié)機(jī)尾、球團(tuán)/ 豎爐執(zhí)行GB 28662—2012《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》大氣污染物特別排放限值，高爐熱風(fēng)爐、礦槽、出鐵場執(zhí)行GB 28663—2012《煉鐵工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》大氣污染物特別排放限值，轉(zhuǎn)爐（一次煙氣）、轉(zhuǎn)爐（二次煙氣）執(zhí)行GB 28664—2012《煉鋼工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》大氣污染物特別排放限值；2021 年1 月1 日至今，長治市鋼鐵行業(yè)均完成超低排放改造，執(zhí)行山西省地方標(biāo)準(zhǔn)DB 14/2249—2020《鋼鐵工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的超低排放標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)國家五部委《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》（環(huán)大氣〔2019〕35 號）文件規(guī)定，山西省生態(tài)環(huán)境廳對鋼鐵行業(yè)從2021 年1 月10 日起試行超低排放差別化電價政策?？梢?，環(huán)保減排政策的實(shí)施極大地影響著鋼鐵行業(yè)大氣污染物排放量，有力促進(jìn)企業(yè)對污染物處理設(shè)施的提標(biāo)改造。

表2 鋼鐵行業(yè)現(xiàn)有企業(yè)大氣污染物排放質(zhì)量濃度限值mg/m3

4 結(jié)論和建議

1）通過以上統(tǒng)計(jì)分析，總體來看2021 年長治市鋼鐵行業(yè)顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放量與2020年相比呈下降趨勢，其中鋼鐵行業(yè)二氧化硫、氮氧化物排放量顯著性減少；顆粒物排放量年度差異不顯著，但總體來看有所降低。

2）建議鋼鐵廠利用先進(jìn)的節(jié)能減排技術(shù)[8]，例如高爐全干法除塵技術(shù)、轉(zhuǎn)爐干法除塵技術(shù)、粒煤噴吹技術(shù)等，重視節(jié)能減排工作，降低鋼鐵企業(yè)的能源消耗，減少污染物排放，尤其加大對廢氣污染源顆粒物排放的收塵處理能力，減少廢氣污染源顆粒物的排放，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保減排[9]。

3）本研究基于長治市生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心污染源在線監(jiān)測數(shù)據(jù)開展研究，能最直接地從鋼鐵廠大氣排放數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)問題，能夠更真實(shí)、客觀地反映鋼鐵廠的排放特征及政策的影響，對未來環(huán)保政策的評估提供了新方法，今后，對于焦化、火電、建材、化工等行業(yè)污染物排放量管控方面也可將煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）和在線監(jiān)測平臺系統(tǒng)數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)分析相結(jié)合，研究污染物排放特征，以此指導(dǎo)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)、減排政策的制定[10]。