大氣臭氧污染特征與治理措施的分析

吳瑞蓮，張晶晶

（1.淄川區生態環境技術服務中心，山東 淄博 255100；2.山東省淄博生態環境監測中心，山東 淄博 255040）

目前來看，大氣臭氧污染來源主要是因為空氣中揮發性有機物和氮氧化物高溫反應不斷生成O3，而且這兩種有害物治理難度高，新的污染源又不斷涌現，這讓臭氧污染治理難度提升。想要明顯降低空氣中的臭氧污染，首先需要考慮的就是如何從源頭消滅發揮性有機物、氮氧化物。另外，積極向社會宣傳臭氧污染也是必不可少的一環。

1 大氣臭氧污染特征

1.1 受氣溫影響明顯

天氣晴好，溫度較高時，大氣中的O3含量較高，因此在我國范圍內該種污染呈現出夏季高于冬季，晴天高于陰天的特點。

1.2 受地域影響明顯

南方較比北方嚴重，原因是南方氣溫、日照整體高于北方，而且南方經濟發展快，城市化明顯，形成的揮發性有機物、氮氧化物污染源多。另外，南北方高發期都集中于5～9月份，和氣溫普遍升高有關[1]。

1.3 雷電天氣產生較多臭氧

雷電高發地帶臭氧含量較大，雷電天氣之后我們可以感覺空氣清新，這是源于雷電天氣會產生較多的臭氧。具體臭氧產生機理是空氣中氧氣遇到強烈的雷電發生了激變形成臭氧分子。

1.4 臭氧無色無味，難以辨別

目前由于加大了霧霾治理力度，空氣質量逐漸好轉，但隨著各地晴好天氣的增加，臭氧污染卻越來越嚴重。而社會普遍對臭氧污染認識不足，主要是因為該類污染無色無味，難以辨別，而這點也正是臭氧污染的最危險之處[2]。

2 大氣臭氧污染危害

一個人接觸臭氧污染的時間越長，接觸面積越大，危害就越大,且臭氧濃度越高對人體的危害越大。臭氧對人和動物的皮膚、黏膜系統、呼吸系統、神經系統都有一定的損害。第一，臭氧作用于皮膚，讓其中的維生素快速流失，導致皮膚老化出現黑斑。第二，臭氧可以危害人和動物的呼吸系統。當臭氧濃度超過100 μg/m3時，人的鼻、喉嚨黏膜系統會感覺不舒服，會有人產生咳嗽等反應。如果濃度達到150 μg/m3，就會引發哮喘，甚至加重病情。第三，當臭氧濃度達到150 μg/m3也會刺激人的神經系統、雙眼結膜，長期處在臭氧超標環境里人的視力會下降。就會引起頭痛、胸痛、思維遲鈍、嚴重時會出現肺氣腫等疾病。第四，當臭氧超標時植物也會出現萎蔫、死亡現象。暴露在這種環境中的橡膠制品也會硬化，使用壽命明顯縮短。最新研究發現臭氧超標也是癌癥、心血管疾病、畸形兒高發的一大誘因。

3 大氣臭氧污染來源

（1）人類活動極少直接制造臭氧，大部分臭氧都是由前體物如揮發性有機物、氮氧化物在高溫及陽光直射下產生的。如今環境保護以縣域保護為基本單位，鑒于揮發性有機物、氮氧化物對人體的危害，各縣都在制定各種防范措施，效果并不理想。隨著經濟的發展，該縣的加油站、私家車、建筑企業和餐館等都在增加，是這兩種污染物的主要來源。此外，分布在該縣的大大小小的化工企業也促成了這兩種污染物的形成。這其中加油站的揮發物、機動車不斷排放的揮發性有機物和氮氧化物，這種污染隨著車輛的持續移動而具有流動性。

（2）工業爐窯也是氮氧化物制造者，近些年工業污染治理主要針對高架源，治理效果較為明顯，而低架源污染對地面氮氧化物含量貢獻更大。低架源排放的氮氧化物不斷滯留在空氣中，和存在于空氣中的揮發性有機物融合并在太陽直射下發生光化學反應后，自然產生了大量的臭氧。這也是為什么這些年高架源治理突出，但空氣臭氧污染沒有得到有效治理的根本原因。

（3）隨著人口大量涌入城市，樓房建筑規模越來越大，飯店越來越多，這些是氮氧化物、揮發性有機物誕生的源頭。由于我國對建筑業、餐飲業污染的管控力度不足，直接導致生產經營的過程中產生了大量的污染物進入空氣，埋下了巨大的污染隱患。

（4）研究發現，大部分植物會釋放萜烯類物質，其屬于揮發性有機物范疇，這些物質在高溫下會發生自由基反應而形成臭氧。近年來空氣監測站在不斷提醒臭氧污染超標，這和監測站周圍具有豐富的植被有關。

總之，人類生產活動形成的揮發性有機物、氮氧化物為臭氧的生成提供了便利條件。因為高溫、日照這些都是人類生存所必需的，它們只是臭氧產生的反應條件。所以想要治理臭氧污染還需要從我們的生產生活入手。

4 大氣臭氧污染治理措施

目前，我國大氣臭氧污染治理還處于比較粗放的狀態，因為日照和氣溫不能人為控制，只能控制揮發性有機物和氮氧化物的來源。結合國內外經驗，對大氣臭氧污染防治提出一些建議。

4.1 技術措施

（1）積極推進煤改燃。由于煤炭燃燒過程中會生成大量氮氧化物，一般一噸煤燃燒后能夠生成將近20千克氮氧化物。而一般的供熱單位（供熱面積20000 m2）一年能夠燃燒90萬千克煤炭，能夠產生18噸氮氧化物。若是推進煤改燃，煤耗會明顯下降，產生的氮氧化物也會明顯減少。主要是煤改燃對燃煤企業具有很大的利益，節省了大量的環保費用，故而執行阻力不大[3]。

（2）尋找代替燃油、燃煤的燃燒材料或者動力源，做到有效替代。以發電行業來說，普及風力發電、水能發電、太陽能發電是降低燃煤、燃油污染的關鍵。

（3）減少揮發性有機物（以下簡稱VOCs)源頭。①建筑業盡量使用不含有揮發性有機物的環保漆料。②印刷行業要減少油墨印刷，或者快速普及無墨印刷。目前我國已經出現無墨印刷技術，只是成本較高，還需要進一步整合降低價格才能得到普及。③家具行業同樣要減少含VOCs材料的使用率，最好利用無污染材料。④汽車維修行業要多利用水性底色漆。⑤農業生產要降低農藥的使用量，防止含有VOCs的農藥溢出有害成分，要采用綠色健康病蟲害防治手段，應當積極普及廣水基化、無塵化、長效緩釋技術。⑥加油站要引入三次廢氣回收設備，要錯峰卸油并全過程防止VOCs溢出，還要積極引導市民不要在高溫時加油[4]。

（4）提高企業環境污染懲治力度，積極推廣廢氣收集技術。企業必須承擔環保責任，積極采用廢氣收集技術，全面提升廢氣治理效果。企業排放必須要符合標準，要有組織排放。尤其是要對企業當中含有VOCs成分的材料進行封閉式管理，不得泄漏溢出。企業對含有揮發性成分的物料儲存、車輛裝載、廢水處理環節需要專門采取負壓吸收等技術進行集中處理。如果有外部排風罩措施，需要將監測點安排到距離排風罩最遠處VOCs無組織排放位置，要求風速至少是0.3 m/s。若是企業采用VOCs物料儲罐來收集廢氣，必須要在保證生產安全的基礎上融入充氮、負壓等收集措施，確保VOCs得到及時回收。汽修單位在噴漆、流平、烘干等操作上，需要于噴烤漆房之內完成，同步收集并處理VOCs廢氣。生產鋼構以及對應設備的企業存在噴漆操作，要求相應的作業同樣在密閉空間進行，及時收集VOCs并認真處理。

（5）鑒于交通堵塞能夠造成車輛停滯，處在慢速排放狀態，會造成局部高濃度污染，所以需要積極地改善目前交通堵塞。交通堵塞成因當中主要是一些運輸車輛、重載車輛造成的道路擠占，或者交通事故原因導致的車輛排隊。故而要專門對工程運輸車、重載貨車、交通事故展開專項治理，最好的方式建立這些車輛的專門線路便于集中管理。提高交通隊伍工作效率，降低擁堵時間。另外，城市建設部門能夠積極地建立立交橋來疏通堵塞，減少車輛低速尾氣排放。

（6）對餐飲業進行嚴格管理，不允許室外燒烤以及隨意排放油煙。為了讓行業認識到亂排的危害，需要積極展開普法活動。鑒于目前人們喜食燒烤等食物，建議改變炭烤等形式，換電磁爐等方式燒烤，這樣的清潔餐飲方式，必須得到推廣利用。

4.2 國家政策

由于我國臭氧污染的質量標準和防治措施還不完善，國家有必要積極立法并引入各行業的操作標準和法規。我國2012年才開始治理臭氧污染，并將8小時臭氧平均濃度作為主要衡量指標。而對臭氧的前體物VOCs污染的監測手段尚顯不足。地面臭氧監測體系也不健全，導致了臭氧污染的防治以及對應的研究不足。而且對應的設備設施不足，人才缺乏，整體上還不具有專業的防控團隊。故而需要國家積極建立專項科研，能夠全面地研究臭氧污染，對其分布特點、成因要提高研究力度，及早出臺對策。

5 總結

臭氧污染治理是近些年才納入到環境保護當中的一項工作，該種污染無色無味，而且在天氣晴好溫度較高的環境下形成，和傳統大氣污染有很大的區別。其并非直接生成，而是由VOCs和氮氧化物在陽光直射下通過復雜的光化學反應生成，因為VOCs、氮氧化物控制難度高，造成了臭氧污染治理效果不明顯。在今后只能從各個行業排放入手，采用燃料、材料置換方式，降低臭氧前體物排放，避免過量的臭氧生成。