目前，國(guo)內外城市普遍(bian)采用高空風(feng)塔為隧道(dao)排風(feng)，但這(zhe)種外插式“呼(hu)吸機”排風(feng)方式在治(zhi)理(li)隧道(dao)廢氣(qi)污染方面(mian)卻治(zhi)標(biao)不治(zhi)本。科技部(bu)批(pi)準實施的(de)“十(shi)一(yi)五”國(guo)家科技支撐計劃重點項目“道(dao)路隧道(dao)空氣(qi)治(zhi)理(li)關鍵技術研究及示(shi)范工程(cheng)應用”，旨在通過一(yi)整套綜合治(zhi)理(li)技術，從根本上(shang)(shang)解決我國(guo)隧道(dao)復雜環境的(de)污染治(zhi)理(li)難題。該(gai)項目現(xian)已在上(shang)(shang)海完(wan)成(cheng)中(zhong)試。

研究人員在對上海市打浦路隧道排出的廢氣進行治理試驗

隧道污染問題日漸嚴峻

隨著(zhu)城市化進(jin)程(cheng)的(de)(de)(de)不斷(duan)加快，公路(lu)隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)建(jian)設(she)對緩(huan)解中(zhong)心城區主干道(dao)(dao)(dao)路(lu)的(de)(de)(de)交(jiao)通(tong)擁堵(du)，減(jian)少(shao)路(lu)面環境(jing)污染(ran)發揮著(zhu)越來(lai)(lai)越重要(yao)的(de)(de)(de)作用。但由于隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)均為半(ban)封閉結構，隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)內(nei)外空氣交(jiao)換不暢，汽車排出的(de)(de)(de)尾氣會不斷(duan)地在隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)內(nei)累積(ji)，產生健康危(wei)害。來(lai)(lai)往于黃浦江底隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)乘客常(chang)做的(de)(de)(de)一(yi)件事，就(jiu)是(shi)搖起車窗、屏住呼吸。

測試表明，隧(sui)道內空氣污染(ran)物種類繁(fan)多(duo)，主要包括顆粒物（PM）、一氧化碳（CO）、碳氫化合(he)物（THC）和(he)氮氧化物（NOX）等(deng)，如不(bu)及時排放，將嚴重(zhong)影響隧(sui)道內駕乘人(ren)員的行車安全和(he)身體(ti)健康。

隧(sui)道內空氣污染(ran)物主要由汽車尾氣產生，對(dui)人(ren)(ren)體有不同(tong)程度的(de)危害。中科院有關研(yan)究機(ji)構的(de)實(shi)驗表明，CO可使人(ren)(ren)出現頭痛、昏睡、失去平(ping)衡(heng)等癥狀(zhuang)，NOX可損(sun)害視覺(jue)、呼吸(xi)系統，引(yin)起窒息，同(tong)時可導致(zhi)(zhi)酸雨，引(yin)發(fa)光化學煙(yan)霧。國際癌(ai)癥研(yan)究機(ji)構（IRAC）也已將汽車尾氣列入人(ren)(ren)類潛在的(de)致(zhi)(zhi)癌(ai)因素。

目前，隧(sui)道內廢氣(qi)一(yi)般采(cai)用(yong)高空(kong)(kong)風(feng)塔(ta)或地面風(feng)塔(ta)群排(pai)(pai)(pai)放(fang)，但(dan)這種排(pai)(pai)(pai)放(fang)方(fang)式(shi)并(bing)沒有使污染物(wu)總量(liang)減(jian)少，所(suo)排(pai)(pai)(pai)放(fang)的污染物(wu)在(zai)(zai)高空(kong)(kong)擴散后又會造成區域性污染；同時，在(zai)(zai)中心城(cheng)(cheng)區建設幾十米高的隧(sui)道廢氣(qi)排(pai)(pai)(pai)放(fang)風(feng)塔(ta)，往往與周邊景(jing)觀難以(yi)協調(diao)，影響(xiang)市(shi)容市(shi)貌。隨著城(cheng)(cheng)市(shi)交(jiao)通需求(qiu)量(liang)不斷增(zeng)大，為緩解城(cheng)(cheng)市(shi)交(jiao)通壓力，更多的城(cheng)(cheng)市(shi)隧(sui)道將建成并(bing)投入使用(yong)，隧(sui)道內由于(yu)機(ji)動(dong)車尾氣(qi)排(pai)(pai)(pai)放(fang)引發(fa)的污染問題也將變(bian)得(de)更加嚴峻，開展治理隧(sui)道空(kong)(kong)氣(qi)污染的研究(jiu)及(ji)應用(yong)已迫在(zai)(zai)眉(mei)睫。

當(dang)前(qian)，國內外公認的解決方(fang)案是，在排(pai)放(fang)時，應先對隧(sui)(sui)道內的混合污染(ran)物(wu)進(jin)行凈化(hua)處(chu)理，實現達標排(pai)放(fang)。針對我國城市化(hua)進(jin)程日益加快(kuai)、道路隧(sui)(sui)道污染(ran)日趨嚴重的現狀，2006年由納米技術及應用國家工程研(yan)(yan)究中心(xin)牽(qian)頭組(zu)織的研(yan)(yan)發(fa)團隊(dui)，開始了(le)道路隧(sui)(sui)道廢氣(qi)治理項目(mu)的研(yan)(yan)究，并獲得解思深院(yuan)士、孫晉(jin)良院(yuan)士等14位專家的一致認可，于2007年底獲得科技部科技支撐計劃重點項目(mu)支持(chi)。

從物理稀釋到綜合治理

上(shang)海市建(jian)設交通(tong)委員(yuan)會環境專業(ye)委員(yuan)會副主任(ren)曹蘆(lu)林告(gao)訴記者，采用高空風(feng)塔或地面(mian)風(feng)塔群向空中排(pai)放隧道內廢氣，只是一種物理的稀釋(shi)方法(fa)，并未(wei)從根(gen)本上(shang)解決污染問題。

曹蘆(lu)林(lin)說，隧道(dao)(dao)空氣污(wu)(wu)染(ran)(ran)治理的(de)難點在于(yu)，一是(shi)(shi)雖然污(wu)(wu)染(ran)(ran)物(wu)(wu)成(cheng)分與(yu)汽車尾氣相似，但汽車在行駛中排(pai)放的(de)尾氣溫度(du)高(gao)達200℃～300℃，污(wu)(wu)染(ran)(ran)物(wu)(wu)容易被(bei)催化(hua)和凈化(hua)；而隧道(dao)(dao)里的(de)尾氣處于(yu)常(chang)溫，許多(duo)現有的(de)尾氣治理技(ji)術用不上；二是(shi)(shi)需(xu)要處理的(de)風量大，風速高(gao)；三是(shi)(shi)污(wu)(wu)染(ran)(ran)物(wu)(wu)濃(nong)度(du)相對(dui)較低；四是(shi)(shi)污(wu)(wu)染(ran)(ran)物(wu)(wu)的(de)濃(nong)度(du)會隨車流(liu)量發(fa)生變(bian)化(hua)，工況不穩(wen)定，這些都給(gei)隧道(dao)(dao)污(wu)(wu)染(ran)(ran)處理技(ji)術研究帶來了挑戰。很多(duo)國家目前(qian)只是(shi)(shi)在隧道(dao)(dao)靜(jing)電(dian)除塵方面(mian)取得了好的(de)治理效(xiao)果，但對(dui)于(yu)CO、NO和THC等(deng)的(de)污(wu)(wu)染(ran)(ran)問題卻一直(zhi)束手無策。

曹蘆林認為(wei)(wei)，隧(sui)道(dao)(dao)空氣(qi)治(zhi)(zhi)理(li)(li)工程的成功(gong)應用(yong)(yong)，將為(wei)(wei)建(jian)立我國隧(sui)道(dao)(dao)廢氣(qi)治(zhi)(zhi)理(li)(li)的相(xiang)關標準和中心城市現有及(ji)新(xin)建(jian)隧(sui)道(dao)(dao)的環境控(kong)制(zhi)設計(ji)提供借鑒；技(ji)術與成果的應用(yong)(yong)和推廣，將有望(wang)形成隧(sui)道(dao)(dao)廢氣(qi)治(zhi)(zhi)理(li)(li)產業(ye)，同(tong)時還可以(yi)帶動納米吸(xi)附材(cai)料、納米催化(hua)材(cai)料、空氣(qi)凈化(hua)設備制(zhi)造等相(xiang)關產業(ye)的發展。

在(zai)上(shang)海打浦路(lu)隧(sui)道廢氣(qi)治理試(shi)驗現場，記者看到(dao)正在(zai)這里(li)進行試(shi)驗的(de)隧(sui)道廢氣(qi)綜合(he)治理技術的(de)過(guo)程分為(wei)3個(ge)步驟(zou)，研究人員形象地將其稱為(wei)“三(san)明(ming)治”。一是(shi)(shi)靜電除塵，二是(shi)(shi)對CO低(di)溫催化(hua)(hua)(hua)凈(jing)(jing)化(hua)(hua)(hua)，三(san)是(shi)(shi)對THC（VOC）和NOX進行吸附濃縮和催化(hua)(hua)(hua)凈(jing)(jing)化(hua)(hua)(hua)，整個(ge)過(guo)程瞬間即可完成，末端排放出的(de)“成品”則是(shi)(shi)被凈(jing)(jing)化(hua)(hua)(hua)的(de)空(kong)氣(qi)。

納米(mi)(mi)技(ji)術及應用國家工程研究(jiu)中心執行主(zhu)任何丹農，以CO為例介紹說，CO是(shi)隧(sui)道內(nei)(nei)空氣污染物(wu)(wu)的(de)(de)主(zhu)要成分之一，其濃度也(ye)遠高于其他(ta)污染物(wu)(wu)的(de)(de)濃度。但由于隧(sui)道內(nei)(nei)的(de)(de)特(te)殊環境，使得如何將CO在低溫下(xia)直接催化氧化成CO2是(shi)一個世界性的(de)(de)難題。研究(jiu)人員通過(guo)(guo)對(dui)載體(ti)處理、漿料(liao)配(pei)比(bi)、涂敷(fu)技(ji)術等整(zheng)體(ti)制(zhi)備過(guo)(guo)程的(de)(de)研究(jiu)，開發出了(le)具有(you)知識(shi)產權(quan)的(de)(de)均質(zhi)、穩定、高效(xiao)的(de)(de)整(zheng)體(ti)式催化劑(ji)的(de)(de)制(zhi)備技(ji)術。在試驗現場，工作人員向記(ji)者展示了(le)一個內(nei)(nei)部滿是(shi)方形的(de)(de)蜂(feng)窩陶瓷濾芯裝(zhuang)置(zhi)，每個方盒子內(nei)(nei)部都涂敷(fu)有(you)特(te)殊的(de)(de)納米(mi)(mi)材(cai)料(liao)，這(zhe)種納米(mi)(mi)材(cai)料(liao)可高效(xiao)催化或直接吸附有(you)害(hai)物(wu)(wu)質(zhi)。整(zheng)個“清洗”過(guo)(guo)程只(zhi)在短(duan)時間內(nei)(nei)即可完成。

從過去單(dan)一的(de)(de)物(wu)理稀釋和靜電除塵，到現在實現對CO、NOX、THC（VOC）等(deng)多種廢氣的(de)(de)綜合治(zhi)理，我國(guo)科學家提出(chu)的(de)(de)一套將污染物(wu)轉化(hua)(hua)為(wei)無(wu)毒無(wu)害物(wu)質，凈化(hua)(hua)效(xiao)率高(gao)，無(wu)需高(gao)空排氣稀釋的(de)(de)隧道污染物(wu)治(zhi)理技術，達到國(guo)際先進水平。

我國技術成本優勢明顯

目前，國外隧道(dao)廢(fei)氣(qi)治理技術(shu)主要集中(zhong)在靜(jing)電(dian)除塵和NO2凈化方(fang)面；對CO、NO、THC（VOC）沒有處理。而由于我(wo)(wo)(wo)國目前機動車尾氣(qi)排放標(biao)準低于國外標(biao)準，使得(de)PM、CO、NOX和THC（VOC）成(cheng)為(wei)隧道(dao)空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)主要污染物，國外的(de)相(xiang)關(guan)技術(shu)不能滿足我(wo)(wo)(wo)國隧道(dao)空(kong)氣(qi)污染物控制(zhi)的(de)要求，且設備昂貴、運(yun)行成(cheng)本(ben)較高。有分(fen)析認為(wei)，如果采用國外技術(shu)，我(wo)(wo)(wo)國隧道(dao)空(kong)氣(qi)污染處理也難以(yi)達到(dao)國家1996年頒布(bu)的(de)環(huan)境標(biao)準。

在國家科技(ji)支撐計劃重點項目(mu)的支持下，我國科學家開展了“隧(sui)(sui)道(dao)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)污(wu)染(ran)物(wu)凈化技(ji)術(shu)及高(gao)效(xiao)凈化材料的開發”等研(yan)究。研(yan)究人員(yuan)提出(chu)了用于隧(sui)(sui)道(dao)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)污(wu)染(ran)物(wu)排(pai)放控(kong)制的總體方案(an)：即通過大風量換氣(qi)(qi)來降低(di)隧(sui)(sui)道(dao)內部(bu)污(wu)染(ran)物(wu)的濃度(du)，在隧(sui)(sui)道(dao)出(chu)口處安裝(zhuang)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)集中凈化處理(li)裝(zhuang)置(zhi)，實(shi)現(xian)對隧(sui)(sui)道(dao)污(wu)染(ran)物(wu)先凈化后(hou)排(pai)放。何丹農說，空(kong)(kong)氣(qi)(qi)集中凈化處理(li)裝(zhuang)置(zhi)占地面積小，高(gao)度(du)只有2～3米，也可“暗藏”在隧(sui)(sui)道(dao)內，真正實(shi)現(xian)了拔掉(diao)隧(sui)(sui)道(dao)“呼吸機”的目(mu)的。

與國(guo)(guo)外同類(lei)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)或產(chan)品相(xiang)比(bi)，我(wo)國(guo)(guo)隧(sui)道廢(fei)氣治(zhi)(zhi)(zhi)理(li)(li)(li)核心技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)具有較大(da)的(de)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)優(you)勢和(he)(he)極強(qiang)的(de)成(cheng)本(ben)競爭力。在對隧(sui)道污染(ran)物的(de)靜電除(chu)塵和(he)(he)NOX的(de)治(zhi)(zhi)(zhi)理(li)(li)(li)效(xiao)果方(fang)面，我(wo)國(guo)(guo)隧(sui)道廢(fei)氣治(zhi)(zhi)(zhi)理(li)(li)(li)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)不(bu)僅(jin)與國(guo)(guo)外公司(si)完全相(xiang)當，凈(jing)化(hua)率分(fen)(fen)別達到了(le)(le)90%和(he)(he)80%以上，而且NOX的(de)治(zhi)(zhi)(zhi)理(li)(li)(li)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)優(you)于國(guo)(guo)外公司(si)，治(zhi)(zhi)(zhi)理(li)(li)(li)過(guo)程中不(bu)產(chan)生二(er)次污染(ran)。更(geng)(geng)為重要的(de)是對于在我(wo)國(guo)(guo)隧(sui)道中濃度高、對人體危害大(da)的(de)CO、THC（VOC）和(he)(he)SO2的(de)治(zhi)(zhi)(zhi)理(li)(li)(li)也取得了(le)(le)優(you)良的(de)治(zhi)(zhi)(zhi)理(li)(li)(li)效(xiao)果，凈(jing)化(hua)率分(fen)(fen)別達到80%、65%、98%，而對于這些污染(ran)物外國(guo)(guo)公司(si)至(zhi)今尚未“涉(she)足”，更(geng)(geng)沒有成(cheng)熟的(de)處(chu)理(li)(li)(li)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)。與國(guo)(guo)外同類(lei)凈(jing)化(hua)裝(zhuang)置相(xiang)比(bi)，國(guo)(guo)產(chan)裝(zhuang)置的(de)成(cheng)本(ben)將(jiang)降低30%～50%，運行成(cheng)本(ben)也顯(xian)著降低。

在不(bu)久前召(zhao)開(kai)的(de)“道路隧(sui)道空氣(qi)治(zhi)理關鍵技(ji)(ji)(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)及示(shi)范工程(cheng)應用(yong)(yong)”階段總(zong)結(jie)會，上海(hai)市科(ke)(ke)(ke)委副主任陸(lu)曉春表示(shi)，項目對隧(sui)道中各污(wu)染(ran)物治(zhi)理的(de)核心技(ji)(ji)(ji)術(shu)已達到了(le)(le)國內外領(ling)先水平(ping)，對2010年上海(hai)世博會意(yi)義重大。科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)部社(she)會發(fa)展科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)司司長馬燕合(he)認為(wei)，此項目體現了(le)(le)環保(bao)社(she)會中環保(bao)產業的(de)發(fa)展方(fang)向，并建議近(jin)期應重點(dian)攻(gong)關突破可能影響示(shi)范和應用(yong)(yong)的(de)工程(cheng)技(ji)(ji)(ji)術(shu)瓶頸，集成現有技(ji)(ji)(ji)術(shu)，使示(shi)范的(de)整體效果(guo)更符合(he)世博會的(de)要求。

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