“穹顶之下”之雾霾分析及应对(新型建材技术之推广与应用)

“穹顶之下”之雾霾分析及应对(新型建材技术之推广与应用)（共1篇）

篇1：“穹顶之下”之雾霾分析及应对(新型建材技术之推广与应用)

“穹顶之下”之雾霾分析及应对

新型建材技术之推广与应用

引言

雾霾是秋冬季常见的天气现象。雾和霾虽同为视程障碍物，但二者之间却有很大差别。雾是空气中的水汽凝结现象，是自然的天气现象，和人为污染没有必然联系；霾是排放到空气中的尘粒、烟粒或盐粒等气溶胶的集合体，是大气污染所导致。因此雾霾不是纯粹的自然现象，更是环境问题。

2013年1-10月，我国中东部地区先后遭遇多次大范围持续雾霾天气，其影响范围、持续时间、雾霾强度历史少见。雾霾天气导致空气质量和能见度下降，造成呼吸系统和过敏等疾病的发病率增加，高速公路封闭，航班延误或取消，给人民群众的身体健康和生活造成严重影响。

一、雾霾天气分析

（一）雾霾天气特点

1.雾霾日数多

雾霾是气象部门的常规观测项目，根据历年的观测资料统计分析显示，2013年我国雾霾日数较常年同期明显偏多，其中1月和10月的月平均雾霾日数均为1961年以来同期最多。1月，全国平均雾霾日数为4.4天，较常年同期偏多1.4天；10月达4.7天，偏多2.3天（图1A、1B）。雾霾日数偏多在我国东北、华北、黄淮、江淮等中东部地区最为显著。以省会城市为例，1月合肥雾霾日数达30天、南京和杭州均为29天，几乎整月都被雾霾笼罩；北京雾霾日数有25天，较常年同期偏多13.6天，为1954年以来同期最多。

图1A 1961-2013年1月全国月平均雾霾日数变化

图1B 1961-2013年10月全国月平均雾霾日数变化

与往年比，在雾霾日数中霾的增加尤为明显。我国年均霾日数为9天，呈逐渐增加的趋势，尤其是2004年以来增长迅速较快，年均值在12～20天，明显超过常年平均（图2）；而2013年1-10月全国平均霾日数已达26天。与之相对应的是我国能见度逐年下降，从上世纪60年代为近26公里，下降至近十年为平均22公里左右。

图2 1961-2012年全国年均霾日数变化

2.覆盖范围广

据风云二号气象卫星遥感监测显示，2013年1-10月，全国有20个省（区、市）出现持续性雾霾。1月份平均每天雾霾覆盖范围有71.6万平方公里，其中1月22日达222万平方公里，几乎覆盖了整个中东部地区；10月20-22日，北方地区出现严重雾霾天气过程，内蒙古东部和东北地区影响范围约40.8万平方公里，大部地区都为雾霾所覆盖（图3A、3B）。

图3A FY-2E气象卫星2013年1月22日大雾监测图

图3B FY-2E气象卫星2013年10月21日大雾监测图

3.强度大

2013年1月，在全国2400余个气象观测站中，能见度小于等于1000米、500米、200米的站次数分别达到8233站次、5218站次和3374站次，分别为近7年平均值的2.7倍、2.6倍和2.5倍。

4.影响程度重

雾霾天气导致的空气质量和能见度下降给人民群众的身体健康、交通出行和日常生活造成严重影响。其中呼吸道感染的病人偏多，且表现出明显的过敏症状，比如流鼻涕、打喷嚏、眼睛痒、干咳、痰多、憋气、气短等。雾霾天气还给航空、道路交通带来严重影响，1月17日济南机场因雾霾取消航班近70架次，1月29日北京首都机场因雾霾取消航班49架次；1月13日雾霾天气造成沪昆高速16辆车连环相撞，2人死亡。10月20—22日东北地区出现严重雾霾天气时，哈尔滨宣布全市中小学停课两天，这是国内城市首次因雾霾天气发布停课的强制性行政命令；哈尔滨机场400余架次航班取消，近5万人出行受影响；吉林长春部分中小学、职业学校取消课间操；辽宁省内京哈、丹阜、沈海等多条高速部分路段封闭。

（二）雾霾天气成因分析

2013年我国出现多次大范围的雾霾天气过程，是有利于雾霾产生的气象条件和由于人类活动造成的不断增加的污染物排放共同作用的结果。

1.大气环流异常导致静稳天气多，有利于形成雾霾

静稳天气是指当大范围近地面大气层持续或超过24小时出现气压场较均匀、静风或风速较小的天气。在静稳天气条件下，湍流受到抑制，特别是当逆温层出现时，低空中的水汽和颗粒物不易扩散，极易形成雾霾天气。

静稳天气在秋冬季更易出现。2013年1月大气环流异常而导致静稳天气偏多，为大范围持续雾霾天气的出现提供了有利条件。1月份，西北利亚地区冷高压异常偏弱，北半球西风指数较常年明显偏大，表明高空西风分量较强，环流比较平直，纬向型环流较弱，不利于引导极地冷空气进入我国；中东部大部地区的海平面气压值较常年偏小1～5hpa（百帕），处于弱气压梯度区，地面风速不大，垂直和水平方向扰动小，静风和小风天气多，形成持续静稳天气。气象资料分析表明，2013年1月我国中东部大部地区稳定类天气出现的频率较常年明显偏多，其中华东地区为56.5%、华南57.3%、西南63.7%，而华北地区高达64.5%，与2006年并列为近10年最高。加之南方暖湿气流相对较强，上述地区近地面空气湿度大，因此出现大范围持续雾霾天气。

2.我国大气气溶胶浓度高有利于形成雾霾

我国大气气溶胶浓度在世界范围来说处于较高水平，有利于催生雾霾天气的形成。大气气溶胶是指悬浮在大气中的固态和液态颗粒物的总称,主要包括沙尘、碳（有机碳和黑碳）、硫酸盐、硝酸盐、铵盐和海盐等六大类.春秋季农村地区秸秆焚烧都会造成碳气溶胶的浓度明显增加；

每年夏收、秋收时节，也是秸秆焚烧高发季。过去，这种传统做法对环境并无明显影响；而经济高速发展后，多种污染成因共同促成“复合型雾霾”频发，是告别“秸秆焚烧”的时候了。

据北京市空气重污染应急指挥部办公室介绍，“秸秆焚烧”是重污染形成的重要因素。北京市农业局能源生态处处长王宇介绍，焚烧小麦和玉米等农作物植物秸秆会产生大量污染物质。这种本可人为减少的“特殊污染源”加重了此次笼罩在京津冀上空的雾霾。

据环保部卫星遥感监测，北方地区逐渐进入秋收季节，国庆期间部分省市秸秆焚烧集中。

北京市环保局大气污染综合治理协调处处长李立新说。

“秸秆焚烧，直接排放一次颗粒物，（秸秆焚烧散发的）烟气含‘有机气溶胶’，可形成ＰＭ２．５。”2014年夏季遥感监测显示，大范围秸秆焚烧可使ＰＭ２．５在几小时内由１１０微克／立方米上升到４６０微克／立方米。

王宇说，“秸秆集中化处理，如今已不存在技术难题，额外成本也不多，困难在于收集、运输、处理。开拓综合利用项目，是防止焚烧的出路。”从农耕火种传统观念中“焚烧后灰分深翻还田”，到如今“粉碎免耕还田再播种”，是环境意识的逐渐转变，更是秸秆多渠道利用的探索。

据李立新介绍，目前农业部、国家发展和改革委员会正在研究“京津冀整体秸秆焚烧综合利用方案”，推动各省市开拓各种技术，通过秸秆综合利用，“疏堵结合”以杜绝焚烧对空气的污染。

为保护大气环境，有关部门应加快研究出台解决办法，早日告别秸秆焚烧！

4.气溶胶二次反应导致污染物浓度增高

气溶胶按照形成过程可分为一次气溶胶和二次气溶胶。人类活动产生的污染源排入大气中，其中二氧化硫、碳氢化合物、氮氧化合物等一次气溶胶通过化学反应和气粒转化过程，形成硫酸盐、硝酸盐和氯化物等新的比较稳定的颗粒，即二次气溶胶。大量观测数据表明，大气中二次气溶胶对PM2.5浓度的贡献很大，大气污染物中有近5成的颗粒物来自于二次反应。二次气溶胶参与形成更多的云（雾）滴，使本已严重的大气污染状况变得更为复杂，雾霾天气更严重。

二、雾霾是工业化高速发展时期的常见现象，发达国家通过立法防治大气污染取得较好效果

雾霾天气在西方工业化的进程中曾是一种常见的现象，发达国家通过立法和行政手段，采取各种措施防治大气污染，陆续消除雾霾危害，他们的经验值得我们认真研究和借鉴。

在工业化高速发展时期，排放到空气中的大量工业废气、燃煤烟尘以及逐渐增加的汽车尾气都是大气污染物的主要来源。当近地面大气层出现逆温时会导致污染物无法扩散，如果逆温层维持较长时期，污染物出现长时间堆积，发生光化学反应，产生毒性更大的物质，就有可能导致恶性大气污染事件，造成大量人员伤亡。

三、我国已采取多项措施治理雾霾天气，防治大气污染

当前，我国区域性大气环境问题日益突出，损害人民群众身体健康，影响社会和谐稳定。随着我国工业化、城镇化的深入推进，能源资源消耗持续增加，大气污染防治压力将会继续加大。党中央、国务院及相关部门高度重视治理雾霾天气和防治大气污染的工作，采取一系列措施积极应对。

2012年，环境保护部对空气质量标准进行修订，将PM2.5纳入其中，迈出PM2.5监测和发布的第一步。PM2.5主要来源于人为污染，易附带有毒、有害物质（例如重金属、微生物等），在大气中的停留时间长、传输距离远；进入人体后主要沉积在气管、支气管，甚至进入肺泡中，对人体健康影响很大。雾霾作为有害物质的载体，影响空气质量的主要污染物成分就是PM2.5。

中国气象局加强了雾霾天气的监测预警工作。2013年1月，中央气象台对霾预警信号标准进行修订，将反映空气质量的PM2.5浓度列为预警的重要指标。9月2日起,中央气象台每日发布空气污染气象条件预报（图4）。

图4 全国空气污染气象条件预报

10月16日，中国气象局京津冀环境气象预报预警中心成立。这是我国第一个区域性环境气象中心，主要负责京津冀及周边地区环境气象的规划，区域重污染天气的监测、预报预警和服务工作的组织、信息共享和业务指导；部署、指挥京津冀及周边地区环境气象重大应急联动联防等工作。

四、思考与建议

大气污染的形成不是一朝一夕，治理污染也不可能毕其功于一役。要从根本上消除重污染天气，改善空气质量，需要在制度上实现保障，从源头上进行防治，并制定长效的协同联动机制。

（一）加快《大气污染防治法》第三次修订进程，明确法律责任，加强有效执行

严格控制工业、机动车、燃煤、秸秆焚烧等污染源的排放，明确和细化政府、企业在大气污染防治中应承担的法律责任。

（二）加大综合治理力度，减少污染物排放

雾霾天气中污染物的主要来源是燃煤、燃油以及与居民生活有关的各种排放。除燃煤燃油外，污染物源还有油烟污染、秸秆燃烧等，应开展餐饮油烟污染治理，餐饮服务经营场所安装高效油烟净化设施，强化无油烟净化设施及露天烧烤的环境监管；全面推广秸秆综合利用等综合措施，加强秸秆燃烧监管。但对各种污染源做到有效控制是绝非一朝一夕可以完成的，需要对能源结构进行科学调整，优化产业结构和布局，加大落后产能的淘汰力度，增加清洁能源供应。

（三）当前最新的可利用技术针对于秸秆的处理给出了以下的办法： ①秸秆发电通过在高温高压锅炉中直接燃烧经过预加工的秸秆产生热能，再进一步转化为电能。

②秸秆饲料将秸秆切短做成干草或制成青贮饲料供给家禽食用。③秸秆建材是秸秆加工利用的新兴领域，通过科学配方，产生化学反应，让秸秆成为填充料。该种建材的特点是重量轻、安装方便、防火、阻燃、防震、价格便宜。

例如：

“PEM建筑用轻质板系列”是王永丰先生研发的专利系列产品（专利号：............）它是利用庄稼秸秆加入一定比例的其他原料制成的绿色环保节能型建材新产品。

随着党的“三农”富民政策的贯彻落实，现代农业迅速发展，粮食产量年年获得大丰收。可是丰收的背后出现了非常重要的、急需解决的大量农业废品垃圾——庄稼秸秆，除少部分被利用作造纸或畜禽饲料外，另有80%竟然被农民烧掉了。且每到收割季节，地面上烟雾弥漫，飞机不能起降，车辆不能行驶，行人无法呼吸，既污染了环境又损坏了人身健康。“PEM建筑用轻质板系列”是为了响应政府大搞秸秆综合利用，变废为宝，为农民增收致富提供有利条件，减轻政府禁止焚烧秸秆工作的麻烦和难度，保护环境，造福于民而研制发明的绿色建筑专利产品。

经济效益分析

每亩地可年产秸秆1000公斤，如将秸秆粉碎后卖给生产厂家，每公斤售价按0.4元计算，可使农民增收400元，解决了农民种地种子、肥料、农药、水电费等的投资；每亩秸秆可加工成“PEM建筑用轻质板系列”200平方米，每平方米净赢利按5元计算，农民可增收1000元。

全国现有耕地20亿亩，此项目如在全国推广，按一半耕地10亿亩计算，能产秸秆10000亿公斤，可加工成“PEM建筑用轻质板”系列产品2000亿平方米，每平方米净赢利按5元计算，全国农民可增收10000亿元。

社会效益

每亩耕地生产200平方米的“PEM建筑用轻质板系列”，如按厚240毫米墙 计算，相当于免烧25600块砖，可节约土方34立方米；节约烧煤1.59吨。

全国10亿亩耕地秸秆加工成“PEM建筑用轻质板”系列产品，可节约土方340亿立方米；节约烧煤15.9亿吨。既保护了耕地又保护了环境，节约了能源，并解决了农村大量剩余劳动力的转换问题，起到了社会稳定的作用。

目前市场上盛行的“胶制三合板”，它是将成材树木截成1.5米的短圆木，随后在拨皮机上拨下一层层薄质木片，然后在成型机上铺一层木片，喷上胶液，接着铺一层木粉或废木块，最后再铺一层木片，用胶粘接而成。这样落后的生产工艺，是得不偿失的，属于破坏性的恶性生产循环。因为它是将成品木材破坏后再组成另一种产品，不是废物利用、变废为宝，而是浪费资源。有人评论此产品是毁掉真木材，造出假木板。尽管如此，此类板材还一直充斥建材市场，因为没有别的同类产品取代它。而“PEM建筑用轻质板系列”成分全由农业废品——庄稼秸秆粉末组成，没有毁掉任何的天然资源，确实是变废为宝，为农民致富增收打开了方便之门。

产品特征

环保：本产品无毒无味，对人体无害，属环保型产品，本产品与骨胶、乳胶、脲醛胶、酚醛胶、191号、193号、197号不饱和聚脂胶或饱和性油性胶、漆胶、虫胶组成的物体相比，除以上各类价格昂贵外重要的是它们的气味有毒，破坏人体健康，不符合环保事业的要求，因此不能采用，本技术利用多年的化工研究，研制成功的“PEM建筑用轻质板系列”，具有防水、防火、耐老化、无毒、无味、无污染等特点。

节能：本产品主要原材料是利用农作物废料——庄稼秸秆，可节约大量土地；不用烧制，可节约大量燃煤；隔热、保温效果显著，减少空调开放时间，节约大量电能。

强度高：用一定比例的庄稼秸秆与其他原料制成的秸秆系列产品达100余种。其强度、防老化程度可超过10元/公斤的玻璃钢及脲醛酚醛树脂。

防水：本产品含有防水和耐老化的“松香脂和石蜡成分”，涨缩系数小，水泡200天干后形状不变，这是本品与普通板材相比独具的特点。

阻燃、耐火、耐高温：温度800℃烧一小时不损坏。因本胶的组成50%是天然无机物原料其中有非常耐火的无机沾合剂，它的耐氧化性能特别强，无机化学中称为“千年黑，万年白”的产物，能将会燃烧的秸秆阻燃变为耐火烧的产物，这是同类板材系列具有最突出的建材防火性能。

防火：性能强，对秸秆成型粘合有特殊的防火性能，在火炉上面1000℃火猛烧30——40分钟，将板面烧成红色不会起燃，冷却后形状不变。符合国家的建材标准。

隔热、防寒性能独特：本品形成墙体后冬暖夏凉，因它本身由80%以上的秸秆组成属于木质性能，透热量只有8%——10%，炎热的夏季，太阳的照射热能可消失掉80%，这是它独有的隔热优点。农村城市千家万户的房顶平面都需要造隔热层，但多年来并没有理想的隔热产品保护房顶面。第一代隔热层是水泥制成笨重的支架板，因造价高，重量过大，破坏房顶面，被用户淘汰。第二代隔热层用塑料泡沫板粘到屋顶面，不能承重，易受风力破坏，现又被淘汰掉。第三代隔热层是用水泥惨入50%体积的珍珠岩泥浆，施工麻烦费用较高，结果又被淘汰。现在用本品充当隔热层，与前三代隔热材料相比，具有体轻、价廉、经久耐用，是前三者的理想替代产品。

料源充足：本产品的主要原料——秸秆，年年往复循环，源源不断，取之不尽，用之不竭。国家二级注册建造师

PEM建筑用轻质条板专利发明人

四川星河集成房屋有限公司 董事长 王永丰 2015年03月01日