鄭州市夏季臭氧污染防治攻堅的對策研究

婁亞敏，鄭 瑤，吉宏坤，李 明

(1 河南省環境監測技術重點實驗室，河南 鄭州 450000；2河南省生態環境監測中心，河南 鄭州 450000)

臭氧污染的形成主要是兩個方面的原因：一是高溫晴熱、強輻射，以及前體物的大量排放；二是相對靜穩的天氣非常不利于污染物的擴撒；二者共同作用。臭氧幾乎能與任何生物組織反應，對呼吸道的破壞性很強，刺激眼睛，使視覺敏感度和視力降低，壞皮膚中的維生素E，讓皮膚長皺紋、黑斑，當臭氧濃度在200微克/立方米以上時，會損害中樞神經系統，讓人頭痛、胸痛、思維能力下降。因此，臭氧污染的治理刻不容緩。

1 鄭州市臭氧污染現狀及背景

隨著大氣污染防治工作的精準化、精細化，顆粒物治理成效已十分明顯，顆粒物濃度下降空間日益縮小。但日益加劇的考核壓力和責任目標，政府不得不轉變治理方向，從原來的治理重點顆粒物到氣態污染物治理，從原來的粗放式生產作業管控到提高科技投入的精細化管理，從原來的“一刀切”到目前的精準調度等等，各項舉措逐步完善。根據目前的治理工作，臭氧污染防治成為重中之重，嚴重影響著各級政府完成優良天數的目標任務。并且，在每年5-8月臭氧高發季節，臭氧高值頻發，統計近三年的鄭州市臭氧百分位年濃度發現，臭氧高值不斷升高，且臭氧影響的優良天數逐年提前。所以，臭氧污染防治刻不容緩。

2 近幾年鄭州市臭氧數據對比分析及效果分析

2.1 臭氧污染來源

鄭州市臭氧污染主要是由氮氧化物跟揮發性有機物在高溫、光照、強輻射條件下發生化學反應生成的。首先，鄭州市涉氣企業上萬家，主要包括機械制造、電器制造、汽車制造、包裝印刷、印染行業、制藥工程、工業涂裝、家具制造等等，這些行業涉氣環節排放揮發性有機物(VOCs)；其次，據不完全統計，鄭州市汽車保有量高達350萬輛以上，施工需要渣土車輛5千多輛，重型機械加非道路移動機械上萬輛，日常排放大量氮氧化物，加上鄭州市四大電廠等排放氮氧化物企業。以上行業企業排污，導致臭氧的生成。根據2017年氮氧化物排放量初略統計，各主要相關行業排放氮氧化物量占比見圖1。

圖1 鄭州市各主要相關行業排放氮氧化物量占比圖Fig.1 Proportion of NOx emission from major related industries in Zhengzhou

2.2 近三年臭氧數據分析及改善情況

對比近幾年鄭州市臭氧年度百分位濃度數據，2018年，鄭州市O3-90-per濃度為177 μg/m3，在河南省18個地市排名第12位；2019年濃度為194 μg/m3,在河南省18個地市排名第14位；2020年截至8月底，年度數據為192微克/立方米,在河南省18個地市排名第16位，較去年同期下降1.0%，優良天數145天，較去年同期增加36天。

結合近三年鄭州市5-8月夏季臭氧最大8 h均值監測結果(見圖2)可以看出，鄭州市夏季臭氧濃度每月同比均呈現下降趨勢。但2019年7月濃度有所有所反彈，主要原因是2019年鄭州市為保障重大活動的如期進行，大量工業、企業、施工工地運輸車輛等趕工，人為活動導致污染物排放量有所上升。

圖2 鄭州市近三年5-8月夏季臭氧最大8小時均值監測對比圖Fig.2 The comparison of monitoring O3 -8 h from 5 to 8 in recent three years in Zhengzhou

3 鄭州市臭氧污染防治經驗

臭氧治理從機制創新，到科學研究，再到狠抓落實，通過臭氧的兩項前體物削減管控，削弱臭氧生成條件等幾個方面著手管控，具體如下：

3.1 機制創新，強化會商研判

建立臭氧污染防治會商小組，由氣象局、專業團隊、監測部門三方會商，依據對第二日氣象條件及監測數據形勢預測，按照鄭州市環境攻堅辦《關于印發 《鄭州市2020年臭氧污染天氣分級分類管理辦法(試行))》的通知》(鄭環攻堅辦〔2020〕36號)要求，啟動臭氧的輕、中度管控要求。具體管控措施有：

3.1.1 臭氧輕度管控實施以下管理措施

(1)工業源方面。鋁加工、瀝青攪拌站、涂料制造、橡膠制品、包裝印刷、工業涂裝、家具制造、木材加工、人造板行業以及汽修服務業等企業實施錯時生產，涉VOCs工序10時至18時停止生產，18時至次日10時生產(見附件)。企業行業分類以市環境攻堅辦《關于印發<鄭州市2019-2020年秋冬季重污染天氣應急減排清單>的通知》(鄭環攻堅辦〔2019〕278號)為準。生產全過程中使用高固份粉末涂料、水性漆、水性油墨的企業，使用RTO處理工藝的企業，污染治理標桿企業，綠色引領企業以及承擔疫情防控任務等涉民生企業實施豁免，但需提供相關證明材料。

(2)面源方面。一是10時至15時，全市加油站、儲油庫和油罐車暫停裝卸油；二是10時至18時，停止墻體粉刷、焊接、切割、市政道路劃線、市政欄桿噴刷涂漆、瀝青鋪設等作業。使用水性外墻漆進行墻體粉刷的施工工地，經市控塵辦批準后，10時至18時可以作業；三是強化灑水車、霧炮車循環作業頻次，高溫時段(10時-18時)不間斷作業，形成冷島效應，降低臭氧生成溫度。

3.1.2 臭氧中度管控實施以下管理措施

中度管控是輕度管控升級，如需升級為臭氧中度污染管理措施，則有以下措施：市區四環內渣土車停運(純電動渣土車以及應急搶險工程、地鐵施工工程和經市攻堅辦批準的工地除外)；城區高值及周邊鄉鎮(辦)高值區域臨時管控，一般情況下城區高新區、管城區、鄭東新區、中原區等高值區域，以及鄭州市周邊的滎陽市、新密市、新鄭市、中牟縣等距離市區較近的重點鄉鎮，應要求停止土石方作業及商砼站，有效限制限制移動源排放。

3.2 領導帶隊，傳導壓力

在臭氧高發季及特殊時期，建議市政府分管領導、行業主管部門、督察部門聯合對市轄區內涉氣企業及產業園開展專項督察，如高新區包裝印刷行業園區、經開區汽車零部件制造行業、中牟縣和新鄭市的家具產業園區專項督導，結合行業企業分布、排放特征、及地理位置分布等，實地檢查各項管控措施落實情況，傳導基層壓力，分類施策。

3.3 渣土車專項管控，削減前體物

全市上下統一，在鄭州市內開展渣土運輸錯峰作業，三環內渣土車白天運輸，在三環外夜間運輸，有效降低氮氧化物排放，減少前體物濃度，科學有效的遏制前體物生成。

3.4 加大科技投入，加強臭氧研究

一是可采購專業臭氧激光雷達設備，為鄭州市臭氧污染傳輸影響及近地面臭氧變化趨勢提供基礎數據支撐；二是采取現場督察與VOCs走航監測相結合的方式，根據走航監測結果，對高值區域重點檢查和研究分析，解決問題；同時可對鄭州市排放量較大的企業及及園區，如格力工業區、海馬汽車、明泰鋁業、宇通客車等，進行VOCs走航車監測和采樣分析，研究鄭州市VOCs排放物種中關鍵排放物濃度及對臭氧生成貢獻研究(OFP)，為削減重點提供依據。如在2019年8月重點針對高新區開展VOCs污染源來源解析研究工作，具體結果如下[1]:

在2019年8月份，對高新區站點監測期間共定量了105種VOCs組分，包括29種烷烴、12種烯炔烴、17種芳香烴、35種鹵代烴、11種OVOCs以及二硫化碳。采樣期間(2019年8月14日-20日)，高新區整體的VOCs平均濃度(各站點濃度均值)為108.0 μg/m3，每日VOCs平均濃度范圍在73.8～132.7 μg/m3之間。其中烷烴為22.9 μg/m3、烯烴為2.2 μg/m3、乙炔為1.3 μg/m3、芳香烴為14.9 μg/m3、鹵代烴為18.8 μg/m3、OVOCs為43.4 μg/m3、二硫化碳為0.9 μg/m3。采樣期間，高新區整體的VOCs化學組成如圖3所示，其中OVOCs占比最高，為40.1%，其次是烷烴、鹵代烴和芳香烴，分別占比21.2%、17.4%和13.8%，天然源、烯烴、炔烴占比較低，分別為3.5%、2.0%、1.2%，二硫化碳占比最少，僅為0.9%。由研究表明OVOCs和鹵代烴主要來源于工業溶劑及機動車尾氣排放，烷烴主要來自于汽車尾氣的排放，芳香烴的來源較為復雜，主要為溶劑涂料的使用以及汽車尾氣的排放[2]。

圖3 監測期間高新區VOCs的化學組成Fig.3 Chemical composition of VOCs in high tech Zone during monitoring period

圖4 監測期間高新區VOCs濃度排名前十的物種Fig.4 The top ten species of VOCs concentration in the high tech Zone during the monitoring period

為更清楚地了解高新區的VOCs排放情況，篩選了高新區監測期間單個組分濃度排名前十的物種，分別為丙酮(36.94 μg/m3)、苯(4.51 μg/m3)、1,2-二氯乙烷(4.19 μg/m3)、異戊二烯(3.83 μg/m3)、異戊烷(3.81 μg/m3)、甲基乙基酮(3.69 μg/m3)、乙烷(3.28 μg/m3)、二氯甲烷(3.25 μg/m3)、甲苯(2.92 μg/m3)、氟利昂-12(2.89 μg/m3)，占總VOCs濃度的64.1%。可以看出高新區VOCs濃度最高的物種主要是與工業溶劑排放有關的丙酮、1,2-二氯乙烷、甲基乙基酮、二氯甲烷和氟利昂-12，植物排放的異戊二烯，溶劑涂料揮發的甲苯等[3]。

4 結 論

做好鄭州市夏季臭氧治理工作，可以從以下方面出發：

(1)強化研判會商，提前謀劃。對臭氧的治理強化研判分析，提前預警，及時發布管控指令，降低前體物濃度，在臭氧高發季節是至關重要的，特別是5-9月份，加強預測預報工作，提前謀劃，根據氣象條件，落實不同管控措施。

(2)科學研究，精準治理。隨著逐年的削減任務，各項指標的下降空間越來越小，尤其是臭氧的治理，需要結合科學依據，按照前體物的相關性同步削減。結合研究分析，加大對芳香烴、烯烴類等臭氧生成活性(OFP)較高的排放源管控，同時關注含氧類VOCs(OVOCs)。通過不同物種的濃度高低，鎖定重點行業，特別是電器制造類、包裝印刷[4]、印染行業、制藥及汽修等行業，加強“一行一策，一企一策”的制定與監管[5]。

(3)加強植物源排放管控。多項研究表明，植物容易排放烯烴類(異戊二烯)，也是VOCs的重要成分，所以，在日常管理中應結合本地實際，合理種植植物，并且在夏季高溫前，每天10時之前，對植被、樹木樹葉全面沖洗，降低植物源排放。