【《某垃圾处理厂对大气环境的影响评价分析》7800字（论文）】

一、绪论1.1研究背景1.1.1襄垣乡垃圾处理厂概述襄垣乡位于平遥县东北部，襄垣乡靠近祁县。村镇大多建在平原地形，中型、小型工厂大多建在山地丘陵地形。截至2020年6月，襄垣乡辖14个行政村，乡人民政府驻襄垣村。襄垣乡垃圾处理厂位于襄垣乡东部，垃圾处理厂接收垃圾后储存在垃圾储坑内，经过集中处理后送入焚烧炉中，经过高温反应之后会产生硫氧化物、氮氧化物、氨气等大气污染物，如果没有达到排放标准就排放，会对环境造成极大危害。1.1.2大气污染大气对环境的污染会严重影响人和动植物的健康，这些年我国的大型、中小型工厂逐渐增多，这些工厂在生产的过程中排放的废烟气对大气环境的污染也越来越严重。本文主要研究SO2（紫外荧光法测定）、氮氧化物（主要是NO2）、CO（红外吸收相关法）、O3（紫外荧光法测定）、PM10（β射线法测定）、PM2.5（β射线法测定）对大气环境的污染，用化学发光法测定NO2的浓度。1.2国内外研究现状1996年以前，国外的一些国家像美国、德国等国家处理垃圾所用的方法基本都是填埋法。经济的快速发展，同时也伴随着大量污染物的产生，因此有很多国家意识到环保的重要性，所以这些国家用污染程度较小的焚烧法代替堆肥法。现如今，像日本和法国等国家都是用焚烧法处理大部分垃圾。垃圾焚烧技术从技术兴起阶段到技术成熟阶段经理的时间很短。焚烧技术刚兴起时，垃圾焚烧技术首先被纽约用来处理生活垃圾。1980年到2000年这20年的时间，垃圾焚烧技术已经被大多数发达国家和一部分比较发达的国家所使用，这些国家或多或少建立了大规模、中小规模的垃圾焚烧厂。但除了发达国家和一部分比较发达的国家外，使用垃圾焚烧技术的国家很少。垃圾焚烧相比于其他的垃圾处理技术有许多显而易见的优点，这种技术对垃圾的回收效果显著，用这种技术处理垃圾也可以有效的做到垃圾无害化。到目前来看，用垃圾焚烧技术处理垃圾是最有效的方法之一。垃圾焚烧技术的成熟，同时也伴随着相应处理设备的发展成熟。目前，普遍使用的焚烧设备是机械炉排式焚烧炉。1980年之后，我国的垃圾焚烧技术才逐渐发展起来，因为这种处理技术优点显著，对环境的污染程度相对较小，所以我国重点发展这种技术，尽可能地减小或去除这种技术对环境造成的二次污染，现如今这种处理技术已经被部分城市应用。1999年，深圳市建造了处理能力达到600t/D，装机容量达到12MW的垃圾综合处理厂。我国计划在“十二五”末建设超过300座使用焚烧技术的垃圾处理厂。使用这种技术处理垃圾，不仅可以避免填埋技术占用的大量土地资源，而且焚烧厂焚烧垃圾产生的能量还可以用来发电。但由于一些地方政府规划设计不完善，未能采取有效措施防止烟尘污染，致使很多的焚烧厂在处理过程中对环境产生危害，这种情况也极大阻碍了焚烧技术在我国的推广和应用。我国现如今的垃圾焚烧技术越来越成熟和完善，这种处理能力在200t/D以下的新型垃圾焚烧设备已经在很多城市被应用。但这种设备产生的废烟气处理不当会对环境造成二次污染，所以我国正在研究能够将废烟气进行最大程度处理的技术，已经得到政府的支持。所以，未来在我国，用垃圾焚烧技术处理垃圾的城市会越来越多。1.3研究内容在襄垣乡的东部垃圾处理厂进行布点监测，监测东部垃圾处理场对大气环境的污染影响，根据各大气污染物对应的监测仪器和方法进行监测，对监测的大气污染物进行日浓度变化分析和时浓度变化分析，依据各项环境保护法的标准对监测结果进行分析，再依照空气质量指数对所测结果进行评价，提出应对措施和合理建议。1.4研究目的及意义襄垣乡东部的垃圾处理厂是将要进行监测的实验地点。通过此次实验可以得出实验地点产生的主要大气污染物是否超标，是否对大气环境有较大的危害，是否需要向当地的环境保护部门反应，改进或者完善垃圾处理厂所使用的垃圾处理设备，使得改进后的垃圾处理设备能够将排放的大气污染物浓度控制在相关规定的标准之下。二、大气污染监测方案的制订2.1监测的污染物和参照标准根据我国《环境空气质量标准》（GB3095—2012）以及垃圾处理厂的污染源实际情况对SO2、NO2、PM10、CO、O3和PM2.5进行浓度监测。2.2监测点位的选取根据我国现行的《环境空气质量监测点位布设技术规范》(试行)（HJ664—2013）选用功能区布点法。在东部垃圾处理厂废气排放出口附近布设监测点。2.3采样时间及频率采样时间为2021年1月1日至2021年1月20日，为期20天。采样的频率和数据有效性见附录A。2.4监测方法对监测的污染物采取下列监测方法，如表2.1所示。表2.1污染物项目的监测方法监测项目SO2NO2PM10、PM2.5COO3监测方法紫外荧光法化学发光法β射线法红外吸收相关法紫外光度法2.5数据处理对各污染物的浓度记录其每小时平均值，再求取日平均值（臭氧计算8小时最大连续平均值），计算公式如下： (2.1)式(2.1)中：——某种污染物日平均值； (2.2)式(2.2)中：——O3的日最大8小时平均浓度根据我国现行的《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）(HJ633-2012)》对监测项目评价，如图2.1和表2.2所示。图2.1空气质量分指数及对应的污染物项目浓度限值空气质量分指数计算公式如下：污染物项目P的空气质量分指数： (2.3)式(2.3)中：——污染物项目P的空气质量分指数；——污染物项目P的质量浓度值；——表2.3中与CP相近的污染物浓度限值的高位值；——表2.3中与CP相近的污染物浓度限值的低位值；——表2.3中与BPHi对应的空气质量分指数；——表2.3中与BPLo对应的空气质量分指数。空气质量指数计算： (2.4)式(2.4)中：——空气质量分指数；——污染物项目。表2.2空气质量指数表三、数据与分析3.1污染物的浓度变化和分析3.1.1监测污染物浓度日均变化分析东部垃圾处理厂监测点属于二类环境功能区，所以判断图3.1-图3.10的污染物浓度是否超标应依据我国现行的《环境空气质量标准》（GB3095—2012），适用二级浓度限值。（1）SO2的日均浓度变化图图3.1东部垃圾处理厂监测点SO2日均监测值如图3.1所示，SO2浓度曲线起伏比较大，有五天的浓度值比SO2的浓度限值150μg/m3高，浓度最低达到了50μg/m3以下，最高浓度达到了250μg/m3以上，浓度值突变是因为冬季居民燃煤量增大，排放的烟气造成SO2浓度急剧上升，最高点的浓度是因为东部垃圾处理厂垃圾处理设备排放废气中二氧化硫含量超标。（2）NO2的日均浓度变化图图3.2东部垃圾处理厂监测点NO2日均监测值NO2浓度变化大多都在浓度限值左右浮动，监测的20天中造成NO2浓度高于80μg/m3是因为东部垃圾处理厂在焚烧炉处理垃圾之后，排放的气体没有达到排放标准，以及点位附近主干道路施工修理，造成车辆堵塞，车流量过大导致汽车尾气排放较多所导致。（3）PM10的日均浓度变化图图3.3东部垃圾处理厂监测点PM10日均监测值PM10浓度变化也有两处较大的突变，并且PM10的监测浓度绝大多数都要高于其对应的浓度限值，有十二天的浓度都远远高于150μg/m3，造成这种状况出现是因为东部垃圾处理厂点位附近的主干道路上的车辆行驶所造成的扬尘导致。（4）CO的日均浓度变化图图3.4东部垃圾处理厂监测点CO日均监测值CO是因为汽车尾气排放导致的浓度上升，浓度最高的一天是因为监测点位附近车辆拥堵、滞塞造成CO浓度超标，达到了4.235mg/m3，超过了浓度限值4mg/m3。因为监测点的CO浓度值几乎没有超过浓度限值，所以不做评价。（5）O3的日均浓度变化图图3.5东部垃圾处理厂监测点O3日最大连续8小时监测值O3的浓度变化曲线基本保持在同一水平线上，这说明监测点位附近产生的污染物质中没有O3的成分，连续20天的监测中O3的浓度没有任何一天超过浓度限值160μg/m3，所以不做评价。（6）PM2.5的日均浓度变化图图3.6东部垃圾处理厂监测点PM2.5日均监测值从上图可以看出出，PM2.5在没有被任何污染物质影响的情况下都处于一个很低的浓度值，PM2.5浓度值很高是因为冬季雾霾天气的影响和监测点位附近的施工道路和建筑工地所堆积的土和沙被风吹造成扬尘的浓度的增大所导致。3.1.2监测污染物浓度时均变化分析因为在监测道德各个污染物的日均变化分析中看不出污染物具体的变化趋势，所以依照各污染物的1小时平均浓度限值，分析各污染物的变化趋势。因为研究污染物的变化趋势要选择最具代表性的变化曲线，所以选择各污染物超过1小时平均浓度限值的最大值、中值和最小值3条变化曲线进行比对分析。据图3.4和图3.5显示，监测点的CO和O3均未超过其所对应的浓度限值，对大气污染的影响较低，故不做1小时平均比较及研究。（1）SO2的时均浓度变化图图3.7东部垃圾处理厂监测点SO2时均浓度监测值如上图所示，SO2浓度最高的一条变化曲线中，高浓度主要集中在下午和晚上，这是因为当地居民在这个时间段燃煤的量会增多，但高于SO2浓度限值500μg/m3的时间点也不是很多，大多都是只接近于这个浓度限值，中值和最小值的变化曲线也大致与最高值相同，这说明造成SO2浓度升高的原因比较单一，可以针对性的控制。造成这种状况出现的原因是，焚烧炉处理废烟气时系统出现故障导致处理不当，或是排放的废烟气浓度高于规定标准，致使二氧化硫浓度大幅上升。周边村镇白城村、府底村、良鹤村有中型和小型工厂，这些工厂排放的废气中也含有一定量的二氧化硫、氨气、和硫化氢气体等大气污染物。秸秆焚烧和燃煤污染，垃圾处理厂附近村庄的居民秋冬季大量焚烧秸秆，这些村庄没有集中供暖，居民们在秋冬季的取暖方式就是燃烧煤炭，产生大量的二氧化硫气体。（2）NO2的时均浓度变化图图3.8东部垃圾处理厂监测点NO2时均浓度监测值NO2的浓度上升主要是汽车尾气的排放废气，所以NO2一天的变化曲线应该是高低高的变化曲线，但上图所示的变化曲线中，NO2的浓度只有在下午和晚上的时间段才变得很高，所以监测点位附近的车流量高峰期只有在下午和晚上，早上的车流量不是很大，而且浓度最高值也只是接近浓度限值200μg/m3。造成这种状况出现的原因是，东部垃圾处理厂的垃圾在焚烧炉中焚烧后产生的气体没有经过烟气净化系统处理或处理不完善，没有达到排放标准就排放，排出的气体中含有大量的氮氧化物，导致二氧化氮的浓度大幅上升。机动车尾气污染加重。监测点位附近有2条主干道路进行施工维修，襄垣村、白城村、府底村私家车不是很多，大都是中型、大型运输货车经过，主干道路维修导致交通不便，道路狭窄造成车辆拥堵，尤其是在下午，车流量加大，经常会堵2至3小时，汽车尾气的排放导致氮氧化物和一氧化碳的浓度大幅上升。（3）PM10的时均浓度变化图图3.9东部垃圾处理厂监测点PM10时均浓度监测值PM10的最大值浓度变化曲线和最小值浓度变化曲线相差的值非常高，说明造成PM10上升的污染物对当地大气环境的影响很严重，如图所示，PM10浓度多数在凌晨到早晨达到最高值，最大值变化曲线几乎所有时间段的浓度值都超过了限值150μg/m3，即使是最小值变化曲线也有4到5个小时超过了浓度限值。造成这种状况的原因是，冬季雾霾天气较多，空气中的颗粒物浓度需要很长时间才会沉降下来。道路扬尘很严重。襄垣村、白城村、府底村这些监测点位附近的村镇道路以前是土路，PM10的浓度比现在要高很多，前两年当地政府拨款修路，才把这些村镇的土路修成水泥路，但由于这些村镇里面有中型和小型工厂，中型和大型运输货车会经常来往运输物品，所以PM10的浓度经常会很高。监测点位附近的两条主干道路进行施工维修，堆积的泥沙没有掩盖完全，被风吹导致扬尘污染，造成PM10的浓度上升。（4）PM2.5的时均浓度变化图图3.10东部垃圾处理厂监测点PM2.5时均浓度监测值上图所示，PM2.5的最大值和最小值两条曲线之间相差的值也比较大，和PM10的浓度变化非常相似，三条变化曲线的浓度值几乎都超过了浓度限值75μg/m3，对环境的危害程度也很严重，但PM2.5的颗粒物粒径很小，所以PM2.5的浓度最大值也远不及PM10的浓度最大值。造成这种状况的原因是，道路扬尘现象严重，运输车辆和施工工地产生的大量扬尘，以及秋冬季节频出的雾霾天气导致PM2.5的浓度上升。3.2空气质量评价根据《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）(HJ633-2012)》，对监测点的20日AQI值和空气质量指数类别进行评价，如表3.1所示。表3.1监测点20日的AQI值及对应的空气质量指数类别日期AQI值空气质量指数类别1月1日132轻度污染1月2日56良1月3日171中度污染1月4日128轻度污染1月5日168中度污染1月6日78良1月7日69良1月8日271重度污染1月9日236重度污染1月10日328严重污染1月11日285重度污染1月12日341严重污染1月13日175中度污染1月14日367严重污染1月15日356严重污染1月16日84良1月17日142轻度污染1月18日183中度污染1月19日164中度污染1月20日119轻度污染图3.11空气质量指数类别统计图如图所示，东部垃圾处理厂监测点监测到严重污染的天数为4天，分别为1月10日，1月12日，1月14日，1月15日，占比20%。重度污染的监测天数分别为1月8日、9日、11日，占比15%。监测到中度污染的天数为5天，分别是1月3日，1月5日，1月13日，1月18日，1月19日，占比25%。其中严重污染的4天中，12日和14日是由PM10的AQI值造成的，15日是由SO2的AQI值造成的，10日的严重污染是由PM2.5造成的。SO2、PM10、PM2.5分别造成了1月8日、9日、11日的重度污染。SO2、NO2、PM2.5分别造成了1月3日、5日、13日、的轻度污染，PM10造成了1月18日、19日的轻度污染。四、结论与建议4.1结论东部处理厂监测点主要的大气污染物是PM10、PM2.5，监测点的NO2和SO2对当地大气环境造成了严重危害，CO对环境污染的程度较低，O3浓度很低，几乎对环境不造成污染。东部垃圾处理厂监测点附近的村镇的居民燃烧煤炭取暖，直接排放煤烟，造成SO2浓度的大幅上升。垃圾处理厂的焚烧炉焚烧垃圾产生的废气没有经过烟气净化系统处理或处理不完善，没有达到标准后排放，导致二氧化硫浓度大幅上升。还有附近村镇的个别工厂排放的废气也未达到排放标准就进行排放，这也加大了SO2的浓度。NO2也是因焚烧炉排放的废气导致浓度大幅上升，以及主干道路维修施工，造成车辆拥堵，交通不便，车流量加大，进而导致氮氧化物和CO的浓度上升。车流量的增大、道路旁裸露的土沙和天气造成的飘尘和扬尘是导致PM10和PM2.5浓度上升的主要原因。监测点的AQI值大于300天数为4天，属于严重污染，占比20%，201~300的天数为3天，属于重度污染，占比15%，151-200的天数为5天，属于中度污染，占比25%。这三种较严重的污染天气总占比60%，大气环境质量总体偏差。4.2建议针对东部垃圾处理厂和监测的污染物对大气环境的影响现状提出以下建议：襄垣村、白城村、府底村、良鹤村、桃城村、郝温村要尽快更改取暖方式，取缔居民个体户锅炉烧煤取暖方式，更改为集中供暖，同时应监督供暖公司，供暖公司统一给居民供暖时也应将废气中的污染物浓度严格控制在排放标准之下再进行排放。秋冬季节居民焚烧秸秆也是造成二氧化硫污染物浓度上升的一个重要原因，当地政府已明确下令禁止焚烧秸秆，焚烧秸秆现象得到了非常有效的控制，但仍有很小一部分人偷偷焚烧秸秆，希望乡政府告知居民处理秸秆的正确措施，或是政府集中安全地处理秸秆。垃圾处理厂在将垃圾集中存放过程中应严格保持密闭状态，防止垃圾散发出臭气，在焚烧炉处理完垃圾之后，产生的废烟气要通过淋洗或者经过净化系统处理，达到排放标准之后才可排放。东部垃圾处理厂产生的废烟气通过净化系统处理，一般采用的是脱酸吸收、布袋除尘和活性炭吸附等步骤，但由于要达到国家规定的排放标准所需的资金投入太大，所以排放时的废气浓度总会高于国家规定的排放标准。这些废气中的污染成分对大气环境有很大破坏，建议当地环保部门着重加大监管力度，希望当地乡政府可以加大资金投入。设在白城村、府底村、良鹤村、桃城村、郝温村这些村镇的小型、中型工厂排放的烟气污染物也严重危害了襄垣乡的大气环境质量。据了解，当地环保部门曾介入调查，勒令整改过，但这些工厂慢慢的又超标排放废气污染物，建议当地环保部门严加调查，对环境危害较大的工厂则令其停工、停产。在主干道路施工维修期间，采取限制措施减少中型、大型运输货车的通行，可以有效避免车辆拥堵，使汽车排放的大气污染物的浓度降到最低。襄垣乡由平原地形和山地丘陵地形组成，尽管当地政府前两年拨款修路，将土路修成水泥路，但由于路两边山地地形的原因，道路两侧裸露在地表的土沙依然很多，车辆路过时就会导致扬尘浓度的增大。遇到大风天气扬尘浓度就会非常大，PM10和PM2.5的浓度也会增大。主干道路施工维修时，堆积的土和沙遮盖不严也会在遇到大风天气时造成扬尘浓度的增大。在秋冬季，雾霾天气会增多，这就导致监测点位的PM2.5浓度进一步加大。建议襄垣乡政府加大宣传，鼓励群众植树造林，做好绿化，这样才会有效降低PM10和PM2.5的浓度。参考文献1尚丽平.紫外荧光法测定烟气中SO2浓度的研究[J].传感技术学报,

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