许文博
摘要:随着城市建设的不断推进,对移动机械的使用越来越频繁,相比运输汽车和家用汽车,移动机械的管控并不严格,但此类机械设备造成的污染要严重很多,可能会引发比较大的光化学烟雾,成为雾霾天气形成的一项重要原因。简析了移动机械的概念,分析了移动机械排放污染现状,探讨了大数据背景下移动机械排放污染的控制方法和治理方法,提出了相关建议。
关键词:非道路移动机械;排放;污染;控制;治理
一、前言
城市化建设的进程正在快速推进,各类工程项目迅猛发展,对非道路移动机械(下文称移动机械)的使用也随之增多,比如推土机、挖掘机以及摊铺机等,机械设备在使用中不仅会排放大量尾气,同时运行中还伴随着巨大噪音,对周围环境造成了严重的污染。因此,有必要加大对移动机械的治理力度。现阶段,我国已专门针对移动机械污染物的排放提出严格标准。本文根据移动机械污染伴随的现状提出治理对策,旨在最大限度控制移动机械运行期间对环境造成的不良影响。
二、移动机械简析
(一)移动机械内涵
移动机械的功能主要体现在动能操作、自驱动两方面,主要涉及工业器具、林业机械、农业设备以及钻探机等。目前移动机械的类型非常丰富,应用范围也很广。这种情况下必须不断完善和优化管理措施。从移动机械污染排放上来说,也应着力加大对此类机械的管理力度[1]。
(二)移动机械尾气污染分析
我国汽车尾气中90%的排放量来自柴油车辆,由柴油车辆排放出的氮氧化物,在汽车排放的总量中约占70%。经过专业测算可知,由国Ⅲ及以上越野移动设施产生的污染物,基本上可以等同于30~50辆小汽车的污染物。大部分移动机械都是以柴油为主要燃料的,此类设备产生的废气中伴随着大量有害物质,比如一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等,这些可吸入有害物还可以划分为固体与可溶性有机物、硫酸盐类物质。以上物质对空气造成严重的污染,长期吸入此类物质,将会对人体造成极大的危害[2]。
三、移动机械排放污染现状
(一)使用情况
进入新时代,我国各地区的移动机械保有量随之提升,尤其是在城市化建设的大背景下,各地区都在购入移動机械,移动机械的使用率在75%~95%之间,都在流动、交叉使用。这些机械设备以装载机、压路机、挖掘机、拖拉机等为主。相关研究显示,2018年我国移动机械保有量为700多万台,机动车数量达3.1亿台。从数字上看,移动机械的数量虽然与机动车数量存在着明显的差距,但是其排放出的氮氧化物和颗粒排放物在普通机动车之上[3]。
(二)污染管理情况
近年来,我国对移动机械污染的管理愈发重视。从2016年开始,环境保护部门专门针对移动机械出台了控制污染物排放的标准,从移动机械排放方面提出了限制要求。同时,2018年有关部门公布了专门针对移动机械柴油机污染物排放的控制标准与要求,明确提出了第四阶段移动机械及柴油机污染物的控制要求。在以上规范与要求的指导下,全国各地开始逐步推行对移动机械的上牌与摸底清查。从整个移动机械污染管理体系中可以看出,目前对移动机械污染的管理仅停留在了“限制”上,依然缺少具体的管理措施和手段。目前,拖拉机、叉车等移动机械都在各行各业中使用,其流动性非常强。此外,专门针对移动机械实际使用情况的摸底排查工作很难深入展开,相当一部分移动机械存在故障或年久失修,因此污染物排放量逐年增加。
四、移动机械排放污染的控制分析
(一)控制氮氧化物的排放
移动机械在使用过程中会排放出大量氮氧化物,这些物质会对空气造成严重污染。而对废气进行循环处理后,可以使其进入发动机气缸内,使燃烧问题得到改善,从而降低移动机械的氮氧化物排放量。除了这种方法,还可以利用催化还原法处理尾气。使用这种方法时,一般会用到分解尿素得到的氮,在氧化物发生反应时充分发挥催化剂的作用,从而降低移动机械的氮氧化物排放量。利用这种方法可以很快去除氮氧化物。高温燃烧下,发动机的运行效率将会得到明显提升,可有效减少颗粒过滤器再生的数量,延长发动机、设备的使用寿命[4]。
(二)控制颗粒污染物的排放
颗粒氧化催化器是控制颗粒污染物时使用的一项重要设备,它是一种流过式体系,其背压较低,属于一种金属纤维载体。目前,在控制颗粒氧化催化剂时,一般会以铂靶等物质为催化剂,可以对聚集表面的气态污染物、颗粒等起到氧化作用,从而降低移动机械排放的一氧化碳和碳氢化合物,减少颗粒物的排放量。氧化催化转化器也是流过式结构,无背压,转化器内使用蜂窝状材料,会在表面上涂铂靶等物质作为催化剂,以降低一氧化碳和碳氢化合物的排放量,使移动机械的颗粒物排放量得到降低。壁流式柴油机中的颗粒过滤器也是壁流式体系,其背压很高,可以定时再生。它以陶瓷为载体材质,通常需要用铂靶等物质起到催化氧化的作用。同时可以将表面附着的气态污染物和颗粒物收集起来,从而降低移动机械对一氧化碳和碳氢化合物的排放量,从而显著减少对颗粒污染物的排放量[5]。
五、移动机械排放污染物的治理分析
(一)紧抓排污重点,摸清底数
在对移动机械的数量进行调查时,我国环保部门以专项调查为主要方式,紧抓排污工作的重点,引导有关部门对移动机械的使用情况进行摸底排查,同时对管理、养护方式进行分析[6]。在具体工作中,可以结合黄标车淘汰的标准要求,加大对移动机械淘汰力度,并且建立健全管理机制,与我国大气污染防治规定相结合,提出移动机械不可以超标排放。从生产单位的角度来说,应实施强化排查工作,并加大对移动机械的检验力度,只有检验结果显示无误以后才可以销售,同时有关部门还要明确移动机械的市场准入标准,设备排放必须通过尾气检测,否则应加装环保装置。
(二)解决工作难点,实施深化治理
各地区环保部门应该开展深入调研,以便及时了解企业在设备污染物控制中的难点,为企业提供便捷化、权威性的检测手段。对于城市中重点区域的移动机械,可以按照时间进行划分,实施分类控制,同时在驾驶方面提出处罚规则,以加大对污染控制的监督力度,进一步深化治理工作,以达到永久降低排放强度的目的。但是,移动机械的成本投入一般都比较高,不管是重罚还是强制处置,设备所有者都会强烈抵制。由于此类设备的使用都比较隐蔽,不利于落实各项控制措施。因此,市场监督管理、环保等部门应该从源头上把控,从移动机械的生产与销售等环节着手,加强监督检查,加大整治力度,通过公布设备清单的方式,对不合格产品进行打压[7]。对于污染物排放合格的机械设备厂商,应该鼓励其开发一些高标准、高水平的产品,对污染物排放不合格移动机械的销售市场进行打压,挤压产品的生存空间。
(三)运用清洁能源,实现改造升级
施工企业应对以清洁能源为主要燃料的移动设备生产技术引起重视,并且优先收购这些技术。虽然初期需要较大投资,但在使用过程中这些绿色能源产品的控制比较少,同时工作时间更长,回报率较高,势必会成为施工企业的最佳选择。但是,现阶段市场上,很多型号的机械设备都是以柴油、机油为能源燃料的。以土木工程中经常用到的摊铺机、压路机为例,从市场研究来看,基本上无法用清洁能源产品替代原来的能源燃料,虽然一些厂商可以生产出这样的设备,但这些厂商也只是接受定制,这种情况下,施工企业必须运用目前比较成熟的DPF技术对现有设备进行升级改造。所谓DPF即微粒捕集器,其操作原理在于运用物理方法对颗粒物质进行收集,通过这种方式减少对颗粒污染物的排放[8]。
(四)提升燃料品质,减少污染物排放
在对移动机械排污情况进行治理时,应该将燃料品质、移动机械污染治理工作充分结合起来,同时还应对业界的燃料标准规范进行修订,以全面监管油品质量,严禁不符合标准的燃料投入應用,对“最后一公里”的机械油品质量引起重视,妥善处理好其质量问题。在移动机械领域的管理工作中,应该将普通柴油、车用柴油并轨,并且鼓励炼油厂加大燃料清洁技术研发,实现改造升级,最大限程度提升代替燃料投入应用时的安全性与规范性。另外,还要针对移动机械氮氧化物还原剂提供系统进行创建,使得加注操作的开展更加便利。
六、有关移动机械排放污染物管控的思考
(一)明确实际情况,实施综合监管
政府相关部门应将移动机械的登记情况调查清楚,同时为移动机械搭建监控平台,建立数据库。针对移动机械划定排放禁用区,在入场之前做好系统化报备处理,在投运过程中加强抽测,提升监管规范性,并且严厉惩处车场超标等情况,实施一整套的闭环管理。随着科学技术的快速发展,当前互联网技术、大数据技术已广泛应用于管理工作中,在移动机械的监管过程中,可以运用这些现代化技术监控其排放情况,与生态环保部门联合,通过远程监控平台对这些机械的使用情况实施联网作业。除此之外,还要依法采用环保措施对废旧机械设备进行召回,及时淘汰排放高的移动机械,或者对机械设备进行科学改造,以发挥其最大效用[9]。
(二)强化管理手段,建立制约机制
为了确保移动机械在污染物排放方面的控制效果,政府相关部门应对其实施有效管理,从租赁市场监督、机械生产及销售等环节着手加强控制,建立健全管理制度,并且制定设备维修、保养方法,严格落实排放标准。同时,政府有关部门还应与大型施工企业结合,针对重点工程实施针对性管理,确保在租赁移动机械时,明确设备排放污染物的情况,以便于对机械设备实施有效控制。对于那些不符合标准的机械设备,坚决不可以进入施工现场,这样施工企业才能选择满足标准的移动机械。另外,一些机械设备是不符合标准的,要最大限度挤压这些设备在市场上的生存空间。在对移动机械进行租赁时,应该向有关部门进行申报,并且由政府相关部门牵头,强调行业自律性,组织相关机构对这些机械设备的污染治理工作提出严格要求,最大限度保证治理效果。对于引导性文件和相关标准应该引起重视,在资金上为符合要求的企业提供支持,这样才能不断推动那些环保型机械设备的发展。
(三)加强科技研发,加强源头控制
为了减轻移动机械的污染程度,应该加大科技研发的力度,从源头上严格控制污染现象。从发动机上来看,应对关键零部件实施专业化环保技术研究,严格把控好核心技术应用,并将其成果推广开来。应加大对高效电池技术、能量管理技术、电机驱动技术等研究力度,引入清洁能源体系技术。从移动机械领域来说,应加快对污染能耗的推广力度,积极开展高度智能化机械产品的设计,加大市场开发力度,在移动机械出厂之前,确保其满足国家在污染物排放方面的要求。
七、结语
综上,移动机械是影响空气质量的重要污染源之一,其防治工作应该将重点放在改善环境质量上,同时加强对机械、燃料、检测方法等统筹管理,采取技术、经济、行政以及法律等综合措施,积极淘汰高排放机械设备,加快排放标准的升级,实施环保召回等相关措施,从而不断推动我国移动机械污染防治工作的顺利开展。总之,当下的任务就是要提升机械设备使用的规范性,在监管、执法等方面采取有效措施,从而建立健全移动机械污染的防治体系。
参考文献
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作者单位:天津市滨海新区生态环境监测中心
责任编辑:王颖振、周航