臭氧層保護(hù)多途徑防控臭氧污染的方法探究

袁震

摘 要：近年來，空氣污染日益嚴(yán)重。特別是在全國范圍內(nèi)，大氣臭氧污染問題日益突出。臭氧是影響城市空氣質(zhì)量的主要污染物。分析了造成臭氧污染的三個主要原因：NOx和VOCs的大量排放、不利的天氣條件和嚴(yán)重的區(qū)域污染。通過對城市臭氧濃度數(shù)據(jù)的分析，江蘇省國家控制點(diǎn)的臭氧濃度數(shù)據(jù)分析了2018年以來臭氧變化的特點(diǎn)，但發(fā)現(xiàn)達(dá)標(biāo)率尚未提高。臭氧日變化呈單峰型變化趨勢。高峰出現(xiàn)在14-16日，季節(jié)變化規(guī)律比較模糊，臭氧污染頻率最高的是6月5日，10月的臭氧水平仍然較高。

關(guān)鍵詞：臭氧層保護(hù);防控臭氧污染;方法探究

1 引言

臭氧又稱為超氧，它是氧的一種相同的體形，在常溫下是一種特殊的顏色氣味氣體。臭氧主要分布在10-50km高的平層大氣中，大氣中的氧分子從太陽發(fā)射出來分解成氧原子，氧原子與周圍的氧分子結(jié)合形成。近地臭氧是大氣中一種重要的二次污染物，它受到太陽光照射，受到氮氧化物（NOx）和揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）的照射，經(jīng)過一系列光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生，臭氧污染比顆粒物更隱蔽，而管理更為復(fù)雜的是高濃度臭氧會嚴(yán)重危害公眾健康、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境。臭氧已經(jīng)成為一個全國性的污染問題。2018年，中國的臭氧密度比去年上升了8%。尤其是長江三角洲和珠江三角洲地區(qū)成為影響空氣質(zhì)量的主要污染物。

全國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，受到能源、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、汽車保有量增加等諸多因素的影響，各地大氣污染治理成為重點(diǎn)。根據(jù)全國大氣監(jiān)測數(shù)據(jù)，臭氧是2018年起6項(xiàng)污染物中唯一一項(xiàng)達(dá)標(biāo)率為監(jiān)測管理提供科技支撐的污染物。

2 國外臭氧污染防治做法及成效

2.1 美國

①嚴(yán)格按照國家環(huán)保局標(biāo)準(zhǔn)1.5A制定和更新環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。2020年10月的最新O3標(biāo)準(zhǔn)要求室外平均濃度不超過65ppb;

②提出了VOCs預(yù)防控制的重點(diǎn)。一是控制汽車尾氣中的VOCs和NOx，控制工業(yè)VOCs，并根據(jù)大氣O3濃度采取區(qū)域O3階段控制措施，要求向O3濃度缺失地區(qū)提交15%的VOCs減排計(jì)劃。在這些控制措施的共同作用下，美國上世紀(jì)90年代至2005年的減排量達(dá)到了55%。1990年，CAAA規(guī)定石化和化學(xué)工業(yè)公司必須實(shí)施LDAR。《規(guī)定》實(shí)施后，石化、化工企業(yè)VOCs排放量分別下降63%和56%;

③區(qū)域協(xié)調(diào)的美國目前有區(qū)域環(huán)境管理的框架，突破了州的限制，根據(jù)地理和社會經(jīng)濟(jì)體系將全國劃分為10個地理區(qū)域，設(shè)立了區(qū)域辦事處，并將其統(tǒng)一起來。環(huán)境保護(hù)組織有權(quán)進(jìn)行立法、執(zhí)法和處罰。

2.2 歐盟

①歐盟環(huán)境保護(hù)局負(fù)責(zé)地面臭氧污染監(jiān)測，在大陸建立了586個地面監(jiān)測站，分布在農(nóng)村、城鄉(xiāng)結(jié)合部和城市地區(qū)，加強(qiáng)了對臭氧前體的統(tǒng)計(jì)和監(jiān)測;

②區(qū)域防務(wù)聯(lián)合會控制的重要性，以及根據(jù)歐盟的數(shù)據(jù)共享規(guī)則，每個歐盟成員國必須每年向歐盟環(huán)境保護(hù)局報(bào)告臭氧前體材料的排放量，并確保污染物的排放量不會超過歐盟的目標(biāo)值。到每年10月31日，歐盟成員國也會報(bào)告夏季臭氧污染情況，這些數(shù)字預(yù)測了人類健康對長期的影響;

③英國O3預(yù)防控制指南有幫助。英國首先調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，然后通過各種手段加強(qiáng)對汽車污染的防治。1956年，倫敦所有的燃煤發(fā)電廠都關(guān)閉了，與此同時，他們在1993年建立了一個無煙區(qū)，并要求在1993年清理一輛新車。此外，政府還通過降低停車費(fèi)、汽車使用稅、高回報(bào)等方式推廣使用新能源汽車，有效控制了城市汽車保有量，減少了汽車尾氣污染。

3 數(shù)據(jù)來源

3.1 資料來源

數(shù)據(jù)來自72個國家的環(huán)境空氣質(zhì)量控制監(jiān)測站，其地理位置進(jìn)行隨機(jī)抽取，大致涵蓋了全球所有范圍內(nèi)的空氣檢測數(shù)據(jù)，較為全面。每個城市有4到9個監(jiān)測站。所有的監(jiān)測站都可以24h每分鐘實(shí)時監(jiān)測臭氧。選取2018-2020年數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

嚴(yán)格按照《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)細(xì)則》和《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的要求，嚴(yán)格執(zhí)行數(shù)據(jù)可用性、計(jì)算和評價(jià)方法，確定二級是否超標(biāo)。

3.2 監(jiān)測方法

臭氧分析法以紫外線法為基礎(chǔ)，可根據(jù)臭氧分子中的電子共振直接測量紫外線的吸收（波長254nm），并以紫外線通過臭氧的方式計(jì)算臭氧濃度。該方法線性度好，響應(yīng)快。

4 防控臭氧污染的方法

4.1 暗查

確保控制效果。生態(tài)環(huán)境執(zhí)法人員提前收到密封的信封，在到達(dá)前可以直接打開信封到檢查區(qū)。每天在數(shù)據(jù)站傳遞壓力，并通過移動方法執(zhí)行系統(tǒng)留下整個軌跡標(biāo)記。在這樣的水平上加強(qiáng)揮發(fā)性有機(jī)化合物法實(shí)施。

4.2 水陸空同步監(jiān)管

水陸空同步，強(qiáng)化立體監(jiān)控。采用空氣質(zhì)量監(jiān)測傳感器、PM2.5和VOCs導(dǎo)航觀測、紅外遙感光譜儀、固定式和移動式監(jiān)測相結(jié)合的機(jī)載監(jiān)測系統(tǒng)，對各地的城區(qū)、工業(yè)園區(qū)、線路進(jìn)行系統(tǒng)測量，所有的VOCs排放源都被放在“眼皮底下”。對這種全方位VOCs系統(tǒng)的監(jiān)測在日本尚屬首次。環(huán)境監(jiān)測部門與氣象部門、專家組合作協(xié)商加密視頻，公布未來7天的空氣質(zhì)量分級預(yù)報(bào)，3天前公布臭氧預(yù)警信息，臭氧預(yù)警預(yù)報(bào)表由等級預(yù)報(bào)提高到濃度預(yù)報(bào)，各部門臭氧濃度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率大大提高。

4.3 建立健全的監(jiān)管體系

“有針對性”的政策執(zhí)行和協(xié)商機(jī)制的建立。在國內(nèi)率先探索“調(diào)查、協(xié)商、整改”的工作模式。根據(jù)預(yù)測、采樣監(jiān)測和系統(tǒng)調(diào)查的結(jié)果，研究判斷污染狀況，評價(jià)工作效果，分析薄弱環(huán)節(jié)，提出有針對性的措施和建議。征求意見每天以通報(bào)的形式反饋到各地。各地還參照全省加強(qiáng)“技防”模式，聘請第三方調(diào)查組“邊走邊查”和“全面排查”，鎖定高值污染區(qū)域，摸清“家底”;同時，在“體檢”的基礎(chǔ)上，引入專家組“表格”進(jìn)行問題調(diào)查，追根溯源，精準(zhǔn)處理。

5 結(jié)果與分析

5.1 江蘇省臭氧污染總體狀況

據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018-2020年，江蘇省各市臭氧標(biāo)準(zhǔn)總體呈上升趨勢。2018年平均每天8h臭氧總量為20-160μg/m3，徐州市超過國家環(huán)境空氣質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)，其余12個城市達(dá)標(biāo)，超標(biāo)天數(shù)5-72天，超標(biāo)率在0.5%-4.0%之間。2018年臭氧總濃度90%最大10h滑動平均值為202μg/m3，南京、無錫、常州、蘇州以及淮安的濃度最高為南京，超標(biāo)30μg/m3，超標(biāo)天數(shù)為10-65天，超標(biāo)率為2.5%-6.5%。據(jù)估算，2018年平均每天8h臭氧排放量為85%，只有徐州、連云港以及宿遷3個城市達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，鎮(zhèn)江市濃度最高，為35μg/m3。

與周邊省份相比，江蘇省臭氧污染較為嚴(yán)重。臭氧部臭氧濃度為2018年和2020年長江流域平均值的85%和73%。2018年上海和浙江省臭氧平均8h平均值的86%分別為153微克/m3和135微克/m3。

5.2 江蘇省臭氧污染空間變化

臭氧日的8天滑動平均值隨75%的空間分布和平均密度的不同而不同。75%的數(shù)量主要反映在高臭氧的空間分布上。臭氧濃度的平均分布與2018年至2020年基本相同。2018年濃度較高，2019年沿江地區(qū)較多，除西北地區(qū)部分城市外，其他地區(qū)差異不大，總濃度較高。

江蘇在地理上南北相望。氣候也有南部和北部的特點(diǎn)。各城市的風(fēng)向、溫度、日照等天氣條件都有一定的差異。臭氧和前體的傳播將隨天氣條件而變化。在區(qū)域尺度上，由于時區(qū)和區(qū)域的不同，高空氣流的流向和晴雨的情況不同，臭氧污染高峰的出現(xiàn)時間和面積可能會變得不穩(wěn)定。江蘇省臭氧污染發(fā)生在10月和11月，當(dāng)時有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示臭氧超標(biāo)。臭氧污染相對集中的月份是7月份氣溫最高、光線明亮的月份。

6 結(jié)論

我國的臭氧污染防治既是攻堅(jiān)戰(zhàn)也是持久戰(zhàn)。根據(jù)本文研究結(jié)果顯示我國的PM2.5污染明顯改善的同時，臭氧超標(biāo)天數(shù)呈上升趨勢，因此達(dá)標(biāo)率沒有明顯提高。所以，臭氧污染防治應(yīng)繼續(xù)聚焦重點(diǎn)，注重抓早抓緊，提前謀劃、實(shí)施臭氧控制措施，組織開展精細(xì)化排查整治。開展實(shí)時監(jiān)控，提升大氣污染治理支撐保障能力現(xiàn)代化，擴(kuò)大臭氧治理“朋友圈”，努力發(fā)動全社會加入到這場戰(zhàn)役中。

參考文獻(xiàn)：

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