论文部分内容阅读
摘要：作为一个为重化工工业区服务的港口，南港不可避免的将面对环境污染问题。文章对港口常见污染问题作了简要介绍，主要有大气污染、水污染和噪声污染等，并介绍了相应的治理方法。为了减少柴油机燃油产生的废气排放要求港口附近航行和停靠的船舶使用的低硫燃油；为了减少港区粉尘，建立各种抑尘和除尘系统；建设专门的油污水处理设施处理被污染的海水；科学规划严格管理降低噪声。
关键词：港口污染，治理，保护环境
中图分类号：TL372文献标识码： A
引言
南港工业区位于天津市东南部，紧邻渤海湾，距离天津市区45公里，距离天津港20公里。南港工业区是天津“双城、双港”空间发展战略的重要组成部分。南港工业区定位于以世界级重化工业为核心的具有持续竞争力的工业区域，重点发展石油化工、冶金钢铁、重型装备制造、港口物流四大主导功能。南港工业区现已入驻企业有中石油、中石化、壳牌和南港奥德菲尔仓储物流公司等大型企业，大部分为重化工企业。南港是一个货运港口，目前进出港货物主要是砂石料和钢材等建筑材料，规划未来进出港货物主要是大量石油化工原材料和产品。作为一个为重化工工业区服务的港口，南港不可避免的将面对环境污染问题。
一、港口污染类别
港口污染可分为大气污染、水污染和噪声污染三大类。
1.1港口大气污染源众多，可划分为船舶航行运输过程产生的大气污染物排放和港区码头作业产生的大气污染物排放两大类。船舶航行运输过程产生的大气污染物排放主要包括船舶柴油机及其它动力装置燃煤、燃油产生的废气和烟尘排放，锅炉产生大量粉尘颗粒。有毒有害污染物主要包括NOx、HC、COx、SOx和烟尘等。港区码头作业产生的大气污染物排放主要包括散货装卸运输过程产生的粉尘、码头作业机械和港区集运车辆的柴油机燃油产生的废气排放、散装化学品装卸过程、储罐、管道化学品泄漏或挥发产生VOCs（挥发性有机化合物）等排放。
1.2水污染由船舶排放的含油污水、含毒压舱水和洗舱水、生活污水以及船舶溢油漏油等几部分组成。各种含油污水进入海水中将抑制浮游植物的光和作用，破坏海洋食物链，并造成海水缺氧，使海生物死亡。油污中所含毒稠环芳香烃和有毒重金属可通过生物富集和食物链传递危害人体健康。
1.3噪声污染问题有两个方面。第一个方面是当船舶在靠近码头和进入船坞时，由柴油机驱动的辅助发动机产生。在靠近码头时，辅助发动机所产生的噪声可以达到80～120分贝。第二个方面是码头作业机械产生的噪声。包括土方工程阶段使用的推土机、挖掘机、装载机、運输车辆；基础施工阶段使用的打桩机、空压机；结构施工阶段使用的混凝土搅拌机、振动棒等，噪声可达100～135分贝。
二、防治措施
2.1大气污染防治
面对各种大气环境问题，各国主要大型港口陆续开展港口污染现状及治理对策研究，通过测算建立港口大气污染物排放清单，从清单出发制定污染控制对策，不同的污染物采用不同的防治方法。例如为了减少柴油机燃油产生的废气排放要求港口附近航行和停靠的船舶使用的低硫燃油；为了减少港区粉尘，建立各种抑尘和除尘系统。
2.1.1燃油废气防治
船舶使用的燃料油的含硫量是车用柴油的100~3500倍。因此，远洋船单位燃料的二氧化硫和颗粒物排放量远远超过道路车辆。作为控制船舶废气排放的主要措施，将船用燃料油转换成低硫燃油是目前许多港口的选择。美国加州和欧盟都执行了严格的泊岸时换用燃油的规定，强制远洋船停靠码头时使用的燃油含硫量不超过1000ppm（0.1%）。目前，全球共建立了4个排放控制区，规定所有远洋船在排放控制区内都要使用含硫量低于10000ppm（1%）的燃油。而这一限值将于2015年1月降低至1000ppm（0.1%）。在我国，香港是首个执行严格的本地船用低硫油标准（500ppm，或0.05%含硫量）的城市，并将率先强制要求远洋船入港时使用低硫燃料油。而作为首个对新《大气污染防治行动计划》进行响应的省市，深圳市政府2013年9月发布了《深圳大气环境质量提升计划》。计划显示，深圳市将力争在珠三角水域率先创建硫排放控制区，要求远洋船舶在进入近岸24海里范围内及停泊期间，使用含硫量低于0.1%的低硫燃料，并制定低硫燃油补贴政策。
2.1.2粉尘防治
目前国内外港口采用的主要粉尘防治措施不下数十种，基本可归纳为湿法、干法、干湿结合和其它机械物理方法等4种形式。从具体形式上分析, 主要是设置各类风障, 降低作业区的风速; 洒水增湿, 增加粉尘颗粒间的粘滞性和颗粒重量; 起尘部位密封、半密封或者降低装卸作业落差高度来消除或缓解外界起尘因素。综观各类粉尘防治技术, 可分为抑尘和除尘两大类。国内外对于煤炭粉尘的污染, 基本上都倾向于以防为主, 以除为辅，力求从根本上抑制其尘源的产生和扩散。
1）抑尘方法
抑尘方法主要有喷洒水、建设防风网、使用抑尘剂以及密封运输储存等方法。
喷洒水除尘方法通过增加煤表面含水率来抑制起尘, 是湿法除尘中最为经济的一种防尘手段, 具有除尘效率高, 操作简单, 适用面广等特点, 其它任何方法均很难取代其地位与作用。除了堆场, 喷洒水同样适合港区码头, 堆场道路、翻车机、螺旋卸车机、堆取料机、装船机、皮带机、坑道及抓斗等装卸作业点的除尘。
防风网是一种疏透( 多孔) 的障碍物, 在其背风面形成一个低风速区, 从而阻止煤粉尘的运动, 可以用于减少煤堆向空气中排放尘埃的数量。防风网防尘技术一直在各国港口备受关注, 在一些技术发达国家, 如日本、美国等, 该项技术应用广泛。美国环保总局将该国有关研究部门对防风网的相关工作进行了归纳, 提出了防风网的一系列设计参数。日本在开展煤粉尘的模拟研究时, 有针对性地提出并实施了露天煤堆场洒水抑尘和设置防风障减尘措施。我国防风网防尘技术的研究起步较晚, 但近年来, 我国一些大型煤炭港口,如上海港、秦皇岛港、黄骅港等, 相继进行了防风网防尘工程的研究应用。
图1 防风网防风示意图
图2 防风网捕捉粉尘示意图
图3 码头堆场防风网
抑尘剂是一种外硬壳形成剂, 属于非离子洗涤剂。它可以降低水的表面张力, 减少粉尘粒子聚合所需的水量, 从而改善水对粉尘的湿润作用。喷水时添加一定量的湿润剂, 用于煤、矿石等堆放物表面的固定, 可以增强抑尘效果。使用抑尘剂时, 用淡水稀释至需要浓度, 然后立即喷洒于物料堆表面。在水分蒸发后, 抑尘剂可形成一层防水不溶解的薄膜, 粘合物料堆的灰尘于其外皮。干燥外皮不受雾气影响并可长时间抵御雨淋, 从而起到良好的防尘效果。
采用密封运输储存方法能够从根本上抑制尘源的产生和扩散。在国外, 多采用封闭式卸煤输送系统。在抓斗、料斗卸料口、皮带输送机转接处及堆场采用喷射雾化的薄膜包围覆盖技术, 防止粉尘飞扬。在日本, 有的煤炭码头采用大型圆筒仓进行储存, 在有些地方甚至将煤稀释成浆状, 利用泵和矿道无尘输送。我国黄骅港三期和四期工程均采用筒仓的储煤方式。
图4煤筒仓
2）除尘方法
除尘方法主要有喷雾除尘和荷电水雾除尘两种方法。喷雾除尘是向浮游于空气中的粉尘喷射水雾, 通过增加尘粒的重量, 达到除尘的目的。荷电水雾除尘技术20世纪40年代中期始于美国, 迄今, 日本、法国、英国、加拿大及前苏联等国家对此项技术均作过广泛而深入的试验研究。国外的研究表明, 荷电水雾除尘技术与常规喷雾除尘技术相比, 能使呼吸尘的浓度降低1/ 3~ 1/ 2以上。它的基本原理是: 工业过程中产生的绝大多数粉尘或多或少地带有电荷, 如果使水雾带上与粉尘极性相反的电荷就能够借助静电引力来提高水雾的捕尘效率。用荷电水雾除尘技术控制粉尘污染具有广阔的应用前景, 但在我国荷电水雾除尘技术还属于刚起步阶段。
关键词：港口污染，治理，保护环境
中图分类号：TL372文献标识码： A
引言
南港工业区位于天津市东南部，紧邻渤海湾，距离天津市区45公里，距离天津港20公里。南港工业区是天津“双城、双港”空间发展战略的重要组成部分。南港工业区定位于以世界级重化工业为核心的具有持续竞争力的工业区域，重点发展石油化工、冶金钢铁、重型装备制造、港口物流四大主导功能。南港工业区现已入驻企业有中石油、中石化、壳牌和南港奥德菲尔仓储物流公司等大型企业，大部分为重化工企业。南港是一个货运港口，目前进出港货物主要是砂石料和钢材等建筑材料，规划未来进出港货物主要是大量石油化工原材料和产品。作为一个为重化工工业区服务的港口，南港不可避免的将面对环境污染问题。
一、港口污染类别
港口污染可分为大气污染、水污染和噪声污染三大类。
1.1港口大气污染源众多，可划分为船舶航行运输过程产生的大气污染物排放和港区码头作业产生的大气污染物排放两大类。船舶航行运输过程产生的大气污染物排放主要包括船舶柴油机及其它动力装置燃煤、燃油产生的废气和烟尘排放，锅炉产生大量粉尘颗粒。有毒有害污染物主要包括NOx、HC、COx、SOx和烟尘等。港区码头作业产生的大气污染物排放主要包括散货装卸运输过程产生的粉尘、码头作业机械和港区集运车辆的柴油机燃油产生的废气排放、散装化学品装卸过程、储罐、管道化学品泄漏或挥发产生VOCs（挥发性有机化合物）等排放。
1.2水污染由船舶排放的含油污水、含毒压舱水和洗舱水、生活污水以及船舶溢油漏油等几部分组成。各种含油污水进入海水中将抑制浮游植物的光和作用，破坏海洋食物链，并造成海水缺氧，使海生物死亡。油污中所含毒稠环芳香烃和有毒重金属可通过生物富集和食物链传递危害人体健康。
1.3噪声污染问题有两个方面。第一个方面是当船舶在靠近码头和进入船坞时，由柴油机驱动的辅助发动机产生。在靠近码头时，辅助发动机所产生的噪声可以达到80～120分贝。第二个方面是码头作业机械产生的噪声。包括土方工程阶段使用的推土机、挖掘机、装载机、運输车辆；基础施工阶段使用的打桩机、空压机；结构施工阶段使用的混凝土搅拌机、振动棒等，噪声可达100～135分贝。
二、防治措施
2.1大气污染防治
面对各种大气环境问题，各国主要大型港口陆续开展港口污染现状及治理对策研究，通过测算建立港口大气污染物排放清单，从清单出发制定污染控制对策，不同的污染物采用不同的防治方法。例如为了减少柴油机燃油产生的废气排放要求港口附近航行和停靠的船舶使用的低硫燃油；为了减少港区粉尘，建立各种抑尘和除尘系统。
2.1.1燃油废气防治
船舶使用的燃料油的含硫量是车用柴油的100~3500倍。因此，远洋船单位燃料的二氧化硫和颗粒物排放量远远超过道路车辆。作为控制船舶废气排放的主要措施，将船用燃料油转换成低硫燃油是目前许多港口的选择。美国加州和欧盟都执行了严格的泊岸时换用燃油的规定，强制远洋船停靠码头时使用的燃油含硫量不超过1000ppm（0.1%）。目前，全球共建立了4个排放控制区，规定所有远洋船在排放控制区内都要使用含硫量低于10000ppm（1%）的燃油。而这一限值将于2015年1月降低至1000ppm（0.1%）。在我国，香港是首个执行严格的本地船用低硫油标准（500ppm，或0.05%含硫量）的城市，并将率先强制要求远洋船入港时使用低硫燃料油。而作为首个对新《大气污染防治行动计划》进行响应的省市，深圳市政府2013年9月发布了《深圳大气环境质量提升计划》。计划显示，深圳市将力争在珠三角水域率先创建硫排放控制区，要求远洋船舶在进入近岸24海里范围内及停泊期间，使用含硫量低于0.1%的低硫燃料，并制定低硫燃油补贴政策。
2.1.2粉尘防治
目前国内外港口采用的主要粉尘防治措施不下数十种，基本可归纳为湿法、干法、干湿结合和其它机械物理方法等4种形式。从具体形式上分析, 主要是设置各类风障, 降低作业区的风速; 洒水增湿, 增加粉尘颗粒间的粘滞性和颗粒重量; 起尘部位密封、半密封或者降低装卸作业落差高度来消除或缓解外界起尘因素。综观各类粉尘防治技术, 可分为抑尘和除尘两大类。国内外对于煤炭粉尘的污染, 基本上都倾向于以防为主, 以除为辅，力求从根本上抑制其尘源的产生和扩散。
1）抑尘方法
抑尘方法主要有喷洒水、建设防风网、使用抑尘剂以及密封运输储存等方法。
喷洒水除尘方法通过增加煤表面含水率来抑制起尘, 是湿法除尘中最为经济的一种防尘手段, 具有除尘效率高, 操作简单, 适用面广等特点, 其它任何方法均很难取代其地位与作用。除了堆场, 喷洒水同样适合港区码头, 堆场道路、翻车机、螺旋卸车机、堆取料机、装船机、皮带机、坑道及抓斗等装卸作业点的除尘。
防风网是一种疏透( 多孔) 的障碍物, 在其背风面形成一个低风速区, 从而阻止煤粉尘的运动, 可以用于减少煤堆向空气中排放尘埃的数量。防风网防尘技术一直在各国港口备受关注, 在一些技术发达国家, 如日本、美国等, 该项技术应用广泛。美国环保总局将该国有关研究部门对防风网的相关工作进行了归纳, 提出了防风网的一系列设计参数。日本在开展煤粉尘的模拟研究时, 有针对性地提出并实施了露天煤堆场洒水抑尘和设置防风障减尘措施。我国防风网防尘技术的研究起步较晚, 但近年来, 我国一些大型煤炭港口,如上海港、秦皇岛港、黄骅港等, 相继进行了防风网防尘工程的研究应用。
图1 防风网防风示意图
图2 防风网捕捉粉尘示意图
图3 码头堆场防风网
抑尘剂是一种外硬壳形成剂, 属于非离子洗涤剂。它可以降低水的表面张力, 减少粉尘粒子聚合所需的水量, 从而改善水对粉尘的湿润作用。喷水时添加一定量的湿润剂, 用于煤、矿石等堆放物表面的固定, 可以增强抑尘效果。使用抑尘剂时, 用淡水稀释至需要浓度, 然后立即喷洒于物料堆表面。在水分蒸发后, 抑尘剂可形成一层防水不溶解的薄膜, 粘合物料堆的灰尘于其外皮。干燥外皮不受雾气影响并可长时间抵御雨淋, 从而起到良好的防尘效果。
采用密封运输储存方法能够从根本上抑制尘源的产生和扩散。在国外, 多采用封闭式卸煤输送系统。在抓斗、料斗卸料口、皮带输送机转接处及堆场采用喷射雾化的薄膜包围覆盖技术, 防止粉尘飞扬。在日本, 有的煤炭码头采用大型圆筒仓进行储存, 在有些地方甚至将煤稀释成浆状, 利用泵和矿道无尘输送。我国黄骅港三期和四期工程均采用筒仓的储煤方式。
图4煤筒仓
2）除尘方法
除尘方法主要有喷雾除尘和荷电水雾除尘两种方法。喷雾除尘是向浮游于空气中的粉尘喷射水雾, 通过增加尘粒的重量, 达到除尘的目的。荷电水雾除尘技术20世纪40年代中期始于美国, 迄今, 日本、法国、英国、加拿大及前苏联等国家对此项技术均作过广泛而深入的试验研究。国外的研究表明, 荷电水雾除尘技术与常规喷雾除尘技术相比, 能使呼吸尘的浓度降低1/ 3~ 1/ 2以上。它的基本原理是: 工业过程中产生的绝大多数粉尘或多或少地带有电荷, 如果使水雾带上与粉尘极性相反的电荷就能够借助静电引力来提高水雾的捕尘效率。用荷电水雾除尘技术控制粉尘污染具有广阔的应用前景, 但在我国荷电水雾除尘技术还属于刚起步阶段。