蘇北某市2021年夏季臭氧及VOCs污染管控效果分析

江蘇省徐州環境監測中心 孟慶江，馮春莉，饒永才

蘇北某市近三年環境空氣質量持續改善，主要污染物濃度逐年下降，但臭氧污染防治效果不明顯，臭氧濃度和超標天數在2019年出現了不降反升現象。臭氧成為首要污染物日期提前，作為首要污染物天數持續增多，臭氧已成為大氣污染防治攻堅工作面臨的新挑戰。

一、蘇北某市近三年臭氧污染形勢

隨著大氣污染防治攻堅工作的有力推進，2018-2020年蘇北某市空氣質量逐年改善，NO2、PM2.5等主要污染物濃度和超標天數逐年下降，至2020年達到最低值；但臭氧濃度和超標天數卻未明顯下降，2019年臭氧濃度和超標天數達到最高值；2020年臭氧濃度與2018年持平，超標天數下降7天，臭氧污染防治效果遠未達到預期。（見圖1）

圖1 蘇北某市2018-2020年空氣質量指標變化

二、臭氧污染原因分析

（一）臭氧與其他參數相關性

從蘇北某市O3與氣象參數和VOCs組分的相關性分析可以看出，較高的氣溫和較大的風速均有利于O3生成。VOCs組分中與O3濃度呈中度相關的有9種，其中O3與2,4-二甲基戊烷呈正相關，與苯乙烯、乙烯、甲苯、正丁烷、3-甲基戊烷、正戊烷、異丁烷、丙烷均呈負相關，與烯烴類和芳香烴中的甲苯相關性較高。從組分分類來看，烷烴類所占比重最大，有6個組分；烯烴類有2個組分，芳香烴類有1個組分。（見圖2）

圖2 蘇北某市O3與其他因子Pearson相關系數

（二）臭氧污染原因分析

蘇北某市處于O3污染的VOCs控制區，VOCs污染對O3污染影響較大。VOCs組分中與O3的Pearson相關系數較高的組分主要來自橡膠塑料、化工、石油制品、溶劑涂料等行業，以及移動源、燃燒排放、植物排放等。

對該市臭氧和VOCs污染進行溯源，現場走訪了市區周邊的家具集聚區、機械加工園區、散亂污企業集中區，發現該市臭氧污染與市區周邊的家具、機械加工、涉VOCs散亂污企業等密切相關，上述企業的噴漆等工序產生的VOCs排放對O3污染影響較大。選取部分家具、機械加工等企業進行現場監測，發現家具企業噴漆廢氣未經處理直接排放、露天噴漆等現象較多，TVOC濃度8.45mg/m3至16.34mg/m3不等；機械加工企業車間內直接噴漆、刷漆現象普遍，TVOC濃度8.97mg/m3至404.4mg/m3不等；鑄造廠、沙發加工、板材等散亂污企業均未配套VOCs廢氣污染治理設施，TVOC濃度5.08mg/m3至15.79mg/m3不等。上述企業未經處理的高濃度VOCs排放參與大氣光化學反應，對O3生成有較大貢獻，是造成該市O3超標的主要原因之一。

三、臭氧污染管控效果分析

（一）VOCs管控效果

2021年二季度蘇北某市環境空氣中VOCs平均濃度24.15ppb，同比下降24.5%，VOCs管控效果較好。但芳香烴、烷烴、烯烴濃度同比分別升高了33.7%、16.2%、8.9%。

篩選2021年第二季度對臭氧生成貢獻最高的前10種組分，分別為甲醛、乙醛、2-甲基1,3-丁二烯（異戊二烯）、間,對-二甲苯、乙烯、1,3-二乙基苯、鄰二甲苯、甲苯、對二乙苯、1,2,4-三甲苯。與2020年二季度相比，臭氧生成潛勢前十物種增加了1,3-二乙基苯、鄰二甲苯、甲苯、對二乙苯、1,2,4-三甲苯，同時間,對-二甲苯臭氧生成潛勢同比增加25.7%，上述物種均與溶劑、涂料行業密切相關。（見圖3）

圖3 2021年/2020年第二季度臭氧生成潛勢前十物種

（二）臭氧污染管控效果

從氣象條件看，2021年二季度蘇北某市平均氣溫20.6℃，同比降低0.3℃（1.4%），日照時數179.7h，同比減少19.3h（9.7%），30℃以上臭氧易生成天減少3天，云系天增加19天，太陽輻射強度減弱，但降水量和有效降雨天數同比大幅減少。雖然氣象條件總體有所改善，對臭氧污染防治有一定的正向作用，但通過對臭氧濃度和超標天數進行同比，仍可直觀體現出該市臭氧污染管控的效果。

二季度蘇北某市臭氧超標16天，同比減少12天，O3-8h濃度同比下降9.4%，臭氧污染管控效果明顯。與省內城市相比，該市O3-8h濃度同比降幅排名第2，優良率同比升幅排名第1；與淮海經濟區周邊8個城市相比，該市O3-8h濃度同比降幅排名第3，優良率同比升幅排名第2，客觀上反映出該市2021年二季度臭氧污染管控效果領先于省內和周邊城市。

四、結論

（1）蘇北某市近三年空氣質量持續改善，但臭氧濃度和超標天數卻未明顯下降，2019年反而出現了不降反升現象，臭氧污染防治效果遠未達到預期。

（2）該市O3污染與市區周邊的家具、機械加工、涉VOCs散亂污企業等密切相關，溯源發現部分家具、機械加工等企業未經處理的高濃度VOCs排放參與大氣光化學反應，對O3生成有較大貢獻，是造成該市O3超標的主要原因之一。

（3）2021年4月對市區周邊VOCs污染源進行專項整治后，二季度該市環境空氣中VOCs濃度同比下降24.5%，VOCs管控取得了明顯的成效；臭氧超標天數同比減少12天，O3-8h濃度同比下降9.4%，臭氧污染管控效果明顯。

（4）與VOCs濃度同比大幅下降形成反差的是，二季度芳香烴濃度同比大幅升高，臭氧生成潛勢同比大幅增加，這與溶劑、涂料行業密切相關，說明該市工程機械、電動車、家具等行業噴漆產生的VOCs污染仍是下一步臭氧污染管控的重點。