2019-2021年石家莊市臭氧污染現狀及管控建議

石家莊市環境監控中心 陳敬偉

近年來，隨著對大氣環境的管控力度加大，石家莊市空氣質量明顯提高，2021年自執行國家新環境空氣質量標準以來首次退出全國168個城市排名后10。其中綜合指數、PM10、PM2.5改善率位于全國168個城市前15名。但臭氧污染問題卻日益凸顯，逐漸成為影響空氣質量的重要因素。

臭氧污染目前來看呈現區域性污染特征、濃度逐年增長、夏季超標天數多的態勢。為減輕夏季臭氧污染對環境帶來的不利影響，持續改善環境空氣質量，需要制定嚴格的空氣質量標準和管控措施，對VOCs和NOx協調治理實現區域聯防聯控。

一、介紹

（一）臭氧

什么是臭氧呢？臭氧是一種淺藍色、有刺激味的氣體，且具有極強的氧化性。在大氣層的平流層和對流層中都有臭氧。其中平流層里的臭氧是有益的，它能夠吸收紫外輻射，保護人類健康。對流層的臭氧，則對人類和環境有較大危害，還會加速PM2.5等污染物的轉化形成，進而影響環境空氣質量，就會造成一系列不利的影響。

（二）臭氧的危害

臭氧污染具有隱蔽性，當空氣中臭氧濃度過高，會對人體的呼吸道和鼻黏膜、眼睛造成損害，出現不適癥狀，對皮膚、眼睛、鼻黏膜產生刺激。嚴重的甚至會失明，會破壞人體的血液循環系統，進而導致人體免疫機制受損，會對人的心臟及血管造成損害。一般情況下室內的臭氧濃度比室外臭氧濃度低，所以在高溫晴熱天氣下，極易發生臭氧污染的時段（正午和下午），盡量避免或減少長時間在室外活動，這樣才能夠避開或減少臭氧的影響。

（三）臭氧濃度指標

評價空氣中臭氧污染水平的指標臭氧8小時，是指一天中最大連續8個小時臭氧濃度的平均值。

二、石家莊臭氧特點及污染來源

臭氧污染是排放到空氣中的氮氧化物、揮發性有機物，在空氣中經紫外線照射，產生光化學反應。屬于典型的二次污染，NOx和VOCs是形成臭氧的前體物。因為是光化學反應，所以越是陽光強、溫度升高，臭氧濃度就越會升高，臭氧升高會加速PM2.5污染物的轉化形成，就越容易出現臭氧污染，進一步影響環境空氣質量，所以有時候晴空萬里但是空氣質量不一定就好。

（1）石家莊市NOx的來源主要有：機動車尾氣、化石燃料燃燒以及工業生產。

（2）石家莊市VOCs的特點：來源廣、種類多，活性差異大，且覆蓋面廣、影響范圍大等。行業既有石化、醫藥、化工，又有家具、汽修、印刷等行業工業企業的廢氣排放，也有機動車、加油站等油氣揮發，還有餐飲油煙、干洗店和美發店等有機物揮發等。石家莊的臭氧生成對VOCs更敏感，為VOCs控制區。生成潛勢較大的物種主要為C2-C5烯烴、C3-C5烷烴、三甲苯。

特點：石家莊市揮發性有機物排放來源多、覆蓋面積大、影響范圍廣、自然環境影響大、治理難度大。我市臭氧超標的時間一般在每年5-9月。臭氧濃度一天當中白天較高,夜間較低，一般在15:00上升19:00左右達到最高值,隨后逐漸降低。

三、2019年-2021年臭氧污染情況對比

對2019-2021年石家莊市各種污染物包括：臭氧、PM2.5、NO2、綜合指數情況進行對比。

2019年臭氧污染情況：2019年度有131天首要污染物為臭氧，96天首要污染物為PM10，106天首要污染物為PM2.5，13天首要污染物為NO2，1天首要污染物為PM10和NO2。可以看出臭氧污染物對空氣質量的影響比重加大，超標天數明顯增加，臭氧超標結束時間明顯延后。2019年全國臭氧為污染物超標天數占總超標天數的41.8%。

2020年臭氧污染情況：2020年全面推動開展臭氧防治工作。2020年重污染天數共計21天，石家莊市臭氧180ug/m3，同比去年（206ug/m3） 下 降 12.6%， 在168個城市中排名倒15。2020年臭氧作為主要污染物為128天，臭氧超標天數為69天。

2021年臭氧污染情況：2021年臭氧作為首要污染物的天數為123天，臭氧超標天數53天。2021年重污染天氣共計16天，臭氧濃度173ug/m3，同比上年（180ug/m3）下降 3.9%。

如表1所示，對比近三年省內城市臭氧濃度數據情況，包括石家莊市、邢臺市、邯鄲市、唐山市、保定市，石家莊市臭氧濃度雖然有所下降，臭氧管控措施取得了一定效果，但是相較于其他省內城市（邢臺市、唐山市）仍需重點進行管控。

四、近三年石家莊市與省外城市空氣質量情況

2019-2021年石家莊市與省外城市太原市、濟南市、鄭州市、西安市，各項污染物包括臭氧、PM2.5、PM10、NO2、CO、SO2綜合指數情況進行對比（見表2）。

2019年，石家莊市與省外城市太原市、濟南市、鄭州市、西安市比較，臭氧濃度均高于太原市、濟南市、鄭州市、西安市位列倒數第一，NO2濃度相對其余參數較好但依然高于濟南市和鄭州市（45微克/立方米）1微克/立方米。

2020年，石家莊市與省外城市太原市、濟南市、鄭州市、西安市比較，PM10、PM2.5和CO濃度均高于周邊省會城市位列倒數第一，僅臭氧O3排名提升一位超過西安市，NO2數據情況較去年同樣存在提升但與周邊省會城市排名位次未發生變化，依然比濟南市（35微克/立方米）高5微克/立方米、比鄭州市（37微克/立方米）高3微克/立方米。

2021年石家莊市與省外城市太原市、濟南市、鄭州市、西安市比較，石家莊空氣質量有較大水平的提升，NO2濃度有明顯下降與鄭州市一致僅為32微克/立方米，臭氧O3濃度僅高于西安市19微克/立方米。

結論：各種污染物會受周邊城市影響，隨風向，在跨省、市長距離傳輸路途中，經陽光、高溫照射轉化成臭氧，并造成臭氧污染影響空氣質量指數。治理臭氧需要協同管制，氮氧化物、VOCs管控要區域聯防聯控。

五、臭氧管控中發現的問題

（一）各行業表現出的問題

在臭氧管控期間，各行業中主要出現的突出問題，家具制造企業無組織排放收集率低、設計不規范、風機風量小達不到要求的0.3米/秒；化工、制藥企業異味嚴重、無組織收集率低，活性炭更換不及時、未按時完成單一處理設施改造；制藥企業末端治理設施仍存在UV光氧。

（二）無組織排放情況

企業無組織排放問題依然突出，部分企業存在收集不到位，設計不規范，風量風速不匹配，無組織泄漏嚴重，尤其是小化工、小家具、小印刷等行業企業無組織排放管理水平低，逸散問題突出。

六、臭氧管控對策

臭氧管控就現階段得出的臭氧污染成因來看，長效的措施就是控制臭氧前體物（VOCs和NOx）。把控制和削減氮氧化物和揮發性有機物排放作為工作重點，才能對大氣環境質量改善起到積極促進作用。

（一）減少生成臭氧前體物（VOCs、NOx）的排放

從源頭消減污染，使用綠色原材料、清潔能源，提高材料利用率。生產過程中應采用密閉設備、封閉式操作、密閉原料輸送管道，產品、有機溶劑從生產設備到儲存均為密閉管道輸送，加強管道行泄漏檢測和修復工作。

（二）科學制定臭氧調控措施，細化臭氧管控措施

石家莊的工業產業以制藥、化工、包裝印刷及制造為主，這些都是產生VOCs的重點行業。對制藥、有機化工、工業涂裝、包裝印刷、家具制造等重點行業VOCs排放，科學指導企業落實在規定時間段涉VOCs排放工序實施生產調控，有效減少污染物排放。

（三）建立標桿及白名單動態管理制度

結合石家莊市情況，指定涉VOCs環保質量標桿企業準入條件，納入臭氧管控白名單。建立督導幫扶機制，加強生活源管控力度，對臭氧濃度明顯反彈、優良天數明顯減少的地區，要及時提示預警；對臭氧濃度持續偏高、污染嚴重的地區，適時開展專項督查。

（四）科學開展VOCs和NOx協同減排

針對石家莊市實際情況強化鞏固鋼鐵行業燒結機NOx減排成果，開展軋鋼工序加熱爐低氮燃燒和脫銷改造，對采用低效脫硝治理工藝的鍋爐和爐窯進行升級改造，確保NOx穩定達標。嚴格控制臭氧前體物，協同治理NOx和VOCs。嚴控機動車源及VOCs源等臭氧前體物，爭取在光化學反應條件較差時降低前體污染物累積濃度，從而有效降低臭氧濃度峰值。

（五）積極推進重點VOCs企業晝夜差別化生產

結合石家莊市臭氧污染的小時變化規律，研究VOCs行業企業實施晝夜差別化生產的可行性，在重點VOCs企業最大限度減少白天VOCs的排放量。對排放重點行業企業，充分考慮 生產工藝特點結合污染排放情況，引導企業夏季高溫時段實行生產調控。對涉VOCs排放連續生產企業和NOx排放企業，支持妥善安排生產計劃，臭氧污染重點防控期間安排治理設施升級改造或停產檢修等，從而減少非正常工況污染排放；對非連續生產涉VOCs排放企業，高溫時段在確保安全前提下，鼓勵對涉VOCs排放工序實行錯時生產。

（六）加大執法力度

充分利用科技手段，強化執法能力，使用火焰離子化檢儀、微風風速儀、紅外氣體檢漏測溫成像儀等高科技設備，提高執法監督準確性。重點是對涉VOCs、NOx排放的工業企業、餐飲、汽修等行業，以及對機動車、油品儲運銷環節污染防治措施的檢查幫扶力度。對僅使用光催化、光氧化、低溫等離子等低效治污設施的，按照適宜高效原則，提出整改要求；對無廢氣收集和處理設施、處理不正常運行、無組織排放管理不到位、不能達標排放的，依法依規予以查處。

七、臭氧管控帶來的效益

通過臭氧管控，能夠對城市帶來一定環境效益、經濟社會效益，改善城市空氣質量，天更藍，人民幸福感增強。

（一）環境效益

通過揮發性有機物減排工作，有利于企業嚴格執行排放標準，VOCs排放量大幅降低，有利于減少光化學反應產物臭氧在大氣中的濃度。加強臭氧污染防治，持續改善空氣質量，讓天更藍，環境更美。

（二）經濟社會效益

通過開展揮發性有機物減排工作，鼓勵企業對揮發性有機物治理設施升級改造，對改造較好的企業給予政策支持，保障企業自身利益和良性發展，支持疫情期間的復工復產，對我市經濟增長起到了保障和促進作用。

八、結論

治理臭氧需要協同管制。石家莊市近年空氣質量數據以及對比近三年與省內、省外城市數據情況，石家莊市相較于其他省外城市仍需重點進行管控，需要繼續加強臭氧污染成因分析，通過走航和無人機監測進行溯源分析。開展重點時段、重點季節管控工作，通過錯峰生產等管控措施來減少臭氧污染，大力持續改善大氣環境質量，增強人民幸福感。

結束語：當前，大氣污染防治工作已經引起人們重視，并初步取得了成效。治理臭氧污染，不僅能改善生態環境，還有益于人類健康。