控氨治霾,我们在路上

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  每年的秋冬季节,雾霾都会如约而至,它遮天蔽日、肆意蔓延、吞噬健康。在过去的几年时间里,雾霾似乎已经成为中国大气污染的代名词。
  雾霾中的PM2.5由于能被人体吸入肺泡和支气管,造成不可逆的健康损害而被大家所讨论和熟知。在媒体的宣传下,很多人都能随口说出几个造成PM2.5的原因,比如SO2、NOx、烟尘等的排放。这些是造成中国雾霾的全部答案吗?不是。研究发现,还有一种非常重要的气体,虽然它一直被社会公众及环保部门所忽视,但却是PM2.5形成的重要“幕后推手”,它就是氨气。那到底什么是氨气呢?
  大家还记得20世纪90年代以前去公厕的感受吗?回忆一下,是不是除了臭,还有一种熏眼睛、辣眼睛的感觉?其实,这种刺激的感觉,就是粪便产生的氨气带来的。它无色无味,却对人的眼、鼻、口和皮肤都有强烈刺激性。
  对人类来说,氨气是一把“双刃剑”。负面影响除了刚才讲到的雾霾,它还能导致富营养化、酸雨、温室效应等。但同时呢,我们还要人工合成它,因为它是制造化肥、药物和炸药的重要原料。这样一种让人又爱又恨的气体,为什么说它是PM2.5的“幕后推手”呢?
  我们知道,工业生产可能会排放SO2和NOx等酸性气体到大气中,当他们遇到氨气这种碱性气体,在水和其他条件的作用下,就会发生酸碱中和反应,生成铵盐等二次颗粒物,这些颗粒物就是PM2.5的重要组分,在重污染天气里,它的比例能够达到将近70%。也就是说,氨气可以在很大程度上促进PM2.5的形成。
  其实早在20世纪80年代,我国科学家就发现了氨气的这种作用。但由于氨气是一种非常不稳定的物质,鉴于当时相对落后的技术水平,想要准确测定大气中的氨浓度非常困难。所以,对于氨气的研究搁浅、一直没有深入地进行。
  这就导致,到目前为止,氨气依然不在我们重点关注和管控的范围之内。
  这两年北京的空气质量怎么样?雾霾少了,蓝天多了对不对?国家“十二五”规划以来,经过艰苦卓绝的努力,我们确实在PM2.5治理的道路上取得了阶段性的胜利。
  但是,近些年无论如何努力,也很难再降低1微克的PM2.5曲线提醒着我们:雾霾治理,面临困局;忽视氨导致的问题,日益凸显;控氨治霾,已经迫在眉睫!
  农业生产、工业生产、人体活动、机动车运行、生物质燃烧以及废弃物治理等,都是氨的人为来源。其中,对北京市来说,目前最亟待控制的就是生活垃圾的处理过程。
  2020年的5月1日,新版《北京市生活垃圾管理条例》的实施,标志着北京市正式进入生活垃圾分类时代。垃圾的末端处理也由混合处理,变成了分类处理。
  厨余垃圾是生活垃圾里最重要的组分,比例能够达到60%以上。这些厨余垃圾中的大部分将被送往堆肥厂进行好氧堆肥处理。经测算,北京市每年由厨余垃圾堆肥产生的氨气能达到880多吨。这些氨的排放,不仅对大气环境造成损害,同时,也造成了肥料氮素大量流失。那么问题来了,面对严格分类后的垃圾,如何优化处理技术,来减少氨的排放呢?
  传统的堆肥方式,是将厨余垃圾与秸秆、锯末等添加剂按一定比例混合,设置特定参数堆肥。这种方式存在着氨排放量高、肥效不理想等问题。
  我们研究发现,腐熟堆肥质地松软、含水率适中,可以有效改善物料的缺氧环境,其中还含有大量腐殖质和微生物。那我们就想,何不就地取材,利用这些微生物的分解和吸附作用,来减少氨气的排放呢?那腐熟堆肥又该以什么形式添加到堆肥物料里呢?
  带着这些期待和疑问,我们进行了腐熟堆肥回用试验,并设计了两种方式。第一,以一定比例将腐熟堆肥与物料混合在一起,称为混匀处理。第二,装入尼龙袋中,覆盖在物料的表面,称为覆盖处理。没有添加腐熟堆肥的作为对照处理。
  首先,我们来关注氨的排放情况。结果表明,混匀处理表现最好,可实现58%的减排率。
  经计算,如果采用这项技术,可将北京市每年垃圾堆肥產生的氨气由880吨降低至370吨。
  此外,通过测定发芽率,我们惊奇的发现,混匀处理的肥效也是最高的。这说明,这项技术不仅可以显著降低氨排放,同时还能大大提高肥效,这将为我国生活垃圾分类处理技术的优化提供重要技术方法。
  这一研究成果已经发表在了SCI一区期刊上,得到了国内外同行的一致认可。
  刚刚介绍的,只是我们工作的一个缩影。实际上,我们正在进行的,是一整套控氨治霾技术体系的研究。正是这些研究成果,突破了中国大气雾霾治理的瓶颈与困 局!
  成果的背后,隐藏着数不尽的艰辛。现在您看到的,是我2019年夏天在垃圾处理厂进行氨排放监测的景象。三伏天的气温加上垃圾发酵的热量,现场实时气温是43摄氏度。为了防止蚊蝇骚扰,我必须穿上长袖长裤,为了能走进滑腻的垃圾场,我必须穿上闷不透气的靴子。仅仅一次20分钟的测试,衣服就已经全部湿透了。而这样的测试,我们一天要进行8次。晚上,当我裹着满身的臭味回到家时,我那两岁的女儿没有像往常一样扑到我怀里,而是一见到我就跑开了,她哭着说:“妈妈臭,不要抱!”
  这样的工作,我们一干就是7年。在这7年的时间里,我们没有慷慨激昂的经历,没有动人诗篇,只有风里雨里,只有日夜兼程。我们的队伍中,有哺乳期的妈妈,也有患腿疾的老同志,在我们的身后,还有千千万万把绿水蓝天作为毕生追求的环保 人。
  正是这样一支环保铁军,一直凝心聚力地奋战在坚决打赢污染防治攻坚战的路上,誓要还祖国、还人民蓝天白云!
  雾霾的形成非一日之寒,彻底治理也非一日之功。但是,俗语说得好:“没有比人更高的山,没有比脚更长的路。”我们有信心,有行动,有担当,蓝天可期,幸福可待,扬帆起航,追逐中国梦!
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