2017—2022年北川縣臭氧污染特征分析

摘要：北川羌族自治縣（簡稱北川縣）位于四川盆地西北部，目前面臨較大的大氣污染防治壓力。結(jié)合大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，本文分析2017—2022年北川縣臭氧（O3）污染特征，明確臭氧污染的形成原因，并提出建議，以期為區(qū)域大氣污染防治提供參考。監(jiān)測結(jié)果顯示，2018年、2020年臭氧污染天數(shù)最多，均為25 d；從季節(jié)分布來看，4—8月是臭氧污染的高發(fā)季節(jié)；從日變化來看，O3濃度呈現(xiàn)出單峰結(jié)構(gòu)。未來，北川縣要因地制宜，綜合施策，強(qiáng)化源頭監(jiān)管，全面治理臭氧污染，穩(wěn)步推進(jìn)區(qū)域大氣污染防治。

關(guān)鍵詞：臭氧污染；季節(jié)分布；治理；北川縣

中圖分類號(hào)：X515 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2023）08-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.08.043

Analysis of Ozone Pollution Characteristics in Beichuan County from 2017 to 2022

TAN Xuemei

（Beichuan Eco-environmental Monitoring Station of Mianyang City， Mianyang 622750， China）

Abstract： Beichuan Qiang Autonomous County （abbreviated as Beichuan County） is located in the northwest of the Sichuan Basin， which currently faces significant pressure on air pollution prevention and control. Based on atmospheric environmental monitoring data， this paper analyzes the characteristics of ozone （O3） pollution in Beichuan County from 2017 to 2022， clarifies the causes of ozone pollution， and puts forward suggestions to provide reference for regional air pollution prevention and control. The monitoring results show that the number of days of ozone pollution was the highest in 2018 and 2020， both of which were 25 d; from the perspective of seasonal distribution， April to August was the season with a high incidence of ozone pollution; from the daily variation， the O3 concentration showed a single peak structure. In the future， Beichuan County should adapt to local conditions， implement comprehensive policies， strengthen source supervision， comprehensively control ozone pollution， and steadily promote regional air pollution prevention and control.

Keywords： ozone pollution; seasonal distribution; control; Beichuan County

作為氧氣（O2）的同素異形體，臭氧（O3）在常溫下為淡藍(lán)色氣體，有特殊臭味。高空臭氧層可以阻擋紫外線輻射，而低空O3作為城市光化學(xué)煙霧的組分之一，是城市大氣的重要污染物，由氮氧化物（NOx）、揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）等反應(yīng)生成，會(huì)對人體健康產(chǎn)生損害[1]。與細(xì)顆粒物（PM2.5）相比，臭氧污染具有一定的隱蔽性。O3能夠與大部分生物組織發(fā)生反應(yīng)，被人體吸收后會(huì)破壞呼吸道，對眼睛產(chǎn)生刺激，影響視力，降低視覺敏感度，引起組織缺氧。近年來，北川羌族自治縣（簡稱北川縣）大氣污染防治取得一定成效，PM2.5年均濃度不斷下降，但夏季O3濃度呈上升趨勢[2]。本文結(jié)合大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，重點(diǎn)分析北川縣2017—2022年臭氧污染特征，為區(qū)域大氣污染防治提供指導(dǎo)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

大氣監(jiān)測的主要項(xiàng)目為O3，其他項(xiàng)目有SO2、NO2、CO、可吸入顆粒物（PM10）和PM2.5。數(shù)據(jù)均來源于綿陽市北川生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站辦公樓頂?shù)沫h(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測站，監(jiān)測時(shí)間為2017年1月1日至2022年12月31日。

1.2 評價(jià)方法

評價(jià)指標(biāo)是臭氧日最大8 h（O3-8 h）滑動(dòng)平均濃度值，評估依據(jù)主要是《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095—2012）。若O3濃度超過二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（160 μg/m3），則大氣存在臭氧污染。根據(jù)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，O3濃度為160～215 μg/m3，臭氧污染程度為輕度；O3濃度為215～265 μg/m3，臭氧污染程度為中度；O3濃度為265～800 μg/m3，臭氧污染程度為重度。

2 北川縣臭氧污染特征

北川縣面積為3 083 km2，多山，溝壑縱橫，地勢西北高、東南低。氣候溫和，四季分明，雨量豐富。年平均氣溫為15.6 ℃，年平均降水量為1 399.11 mm。

北川縣屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，春夏交替季節(jié)多雨，氣候濕潤，夏秋交替時(shí)氣候干燥，冬季陰冷。夏秋時(shí)節(jié)，北川縣光照時(shí)間長，溫度高，濕度低，近地面風(fēng)速較小。當(dāng)汽車尾氣等大氣污染源排放充足的VOCs、NOx時(shí)，它們會(huì)產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而形成高濃度的O3，若擴(kuò)散條件不好，將會(huì)引起臭氧污染。

2.1 臭氧污染季節(jié)分布特征

2017—2022年，北川縣臭氧污染天數(shù)波動(dòng)變化，如表1所示。2017年，臭氧污染天數(shù)為0 d。2018年，臭氧污染天數(shù)為25 d，主要分布在4—8月。其中，4月2日為最早污染日，8月29日為最末污染日。2019年，臭氧污染天數(shù)為6 d，主要分布在4—8月。其中，4月25日為最早污染日，8月16日為最末污染日。2020年，臭氧污染天數(shù)為25 d，主要分布在4—8月。其中，4月27日為最早污染日，9月7日為最末污染日。2021年，臭氧污染天數(shù)為11 d，主要分布在5—8月。其中，5月1日為最早污染日，9月20日為最末污染日。2022年，臭氧污染天數(shù)為19 d，主要分布在5—8月。其中，3月13日為最早污染日，8月21日為最末污染日。2018年和2020年，臭氧污染天數(shù)最多。相比2020年，2021年臭氧污染天數(shù)明顯減少，但2022年臭氧污染天數(shù)又有所增加，說明臭氧污染控制效果不理想，未得到很好的保持。經(jīng)季節(jié)性分析，臭氧污染主要集中在4—8月，即春夏交替時(shí)節(jié)，并逐年向8月、9月延伸。

2.2 臭氧污染日變化特征

O3濃度的日變化呈現(xiàn)單峰結(jié)構(gòu)。北川縣臭氧污染分布與大多數(shù)城市日變化趨勢一致，在午夜至清晨時(shí)段，O3濃度低，這與夜晚光化學(xué)反應(yīng)弱有關(guān)。O3與大氣中的NO產(chǎn)生反應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致O3的消耗，但變化細(xì)微，因此02：00-04：00是O3濃度最低的時(shí)段。太陽升起后，人類生產(chǎn)活動(dòng)開始，機(jī)動(dòng)車排放尾氣，氣溫升高，O3濃度呈現(xiàn)上升趨勢，直至15：00達(dá)到峰值。2019年臭氧年均濃度為90 μg/m3，與2018年相比有明顯下降，2019年與2020年臭氧年均濃度則基本持平。臭氧消耗階段為16：00至午夜，日落后光照減弱，O3前體物排放，增加O3消耗，因此O3濃度降低。

3 北川縣臭氧污染的形成原因

3.1 氣候條件

北川縣地處山區(qū)，植被茂盛，植物會(huì)排放VOCs，其會(huì)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，使得大氣O3濃度超標(biāo)。另外，北川縣氣候干燥，當(dāng)?shù)仉y以形成有效的擴(kuò)散條件，使得O3濃度較高。

3.2 機(jī)動(dòng)車尾氣排放

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平不斷提升。北川縣機(jī)動(dòng)車數(shù)量快速增長，導(dǎo)致汽車尾氣排放量有所增加，空氣中NOx濃度升高，O3濃度增加。另外，近幾年，北川縣城周邊家具廠、汽車修理廠、加油站等企業(yè)增多，導(dǎo)致NOx、VOCs排放量超標(biāo)。部分工廠生產(chǎn)設(shè)備落后、老化，生產(chǎn)達(dá)不到環(huán)保要求。

4 建議

近年來，臭氧污染已經(jīng)成為北川縣環(huán)境空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率的重要影響因素。相比前幾年，2022年臭氧最早污染日有所提前，3月13日已出現(xiàn)輕度臭氧污染，4月10日、20日也出現(xiàn)輕度臭氧污染。經(jīng)數(shù)據(jù)對比，5—7月是北川縣臭氧污染的高發(fā)期，每年發(fā)生臭氧污染的月份逐步增加。為了持續(xù)改善環(huán)境空氣質(zhì)量，北川縣要抓好大氣污染防治工作，明確各項(xiàng)工作任務(wù)，落實(shí)部門工作責(zé)任，細(xì)化工作措施，強(qiáng)化部門聯(lián)動(dòng)，協(xié)同治理VOCs和NOx，有效減少臭氧污染。

4.1 強(qiáng)化VOCs治理

推進(jìn)家具企業(yè)實(shí)施源頭替代，要求企業(yè)制定低VOCs含量原輔材料源頭替代計(jì)劃。削減重點(diǎn)源VOCs排放，完善重點(diǎn)VOCs排放企業(yè)清單，開展VOCs廢氣收集率、治理設(shè)施同步運(yùn)行率和去除率的排查，指導(dǎo)涉VOCs排放的新材料企業(yè)完成突出問題整改，督促企業(yè)完成活性炭、活性棉等吸附介質(zhì)更換[3]。

4.2 加強(qiáng)重點(diǎn)源NOx減排

強(qiáng)化水泥行業(yè)日常監(jiān)管，每季度對水泥生產(chǎn)企業(yè)開展雙隨機(jī)檢查，確保污染治理設(shè)施高效運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定超低排放。

4.3 加強(qiáng)城市面源污染防治

對縣城涉建筑內(nèi)外墻涂刷、隔離護(hù)欄翻新等使用有機(jī)溶劑的施工項(xiàng)目進(jìn)行排查，建立項(xiàng)目清單，合理安排施工進(jìn)度，避免扎堆施工。臭氧污染高風(fēng)險(xiǎn)時(shí)段，縣城內(nèi)禁止汽修行業(yè)露天刷漆、噴漆作業(yè)，強(qiáng)化汽修行業(yè)日常監(jiān)管，督促機(jī)動(dòng)車維修單位及時(shí)更換吸附過濾材料并建立臺(tái)賬，嚴(yán)禁露天、敞開式噴涂作業(yè)。開展餐飲企業(yè)油煙整治，強(qiáng)化重點(diǎn)區(qū)域餐飲油煙監(jiān)管執(zhí)法。同時(shí)，加強(qiáng)縣城露天燒烤管控，落實(shí)農(nóng)村秸稈禁燒工作[4]。

4.4 加強(qiáng)移動(dòng)源污染管控

加強(qiáng)柴油貨車管控，進(jìn)一步優(yōu)化貨車通行管理，實(shí)行貨車入城申請制，所有需要進(jìn)入縣城的工程運(yùn)輸車輛必須提前到交通管理部門報(bào)備，嚴(yán)格控制貨車進(jìn)城數(shù)量。同時(shí)，組織開展柴油貨車、非道路移動(dòng)機(jī)械監(jiān)督抽測工作。

4.5 加強(qiáng)油品VOCs綜合管控

持續(xù)開展規(guī)范成品油市場經(jīng)營秩序的整治行動(dòng)，嚴(yán)厲打擊違法違規(guī)經(jīng)營行為，加強(qiáng)流通領(lǐng)域成品油質(zhì)量監(jiān)管。開展加油站市場安全集中檢查，將成品油抽檢納入年度抽檢計(jì)劃，積極向上爭取汽柴油抽檢指標(biāo)，完成成品油質(zhì)量監(jiān)督抽測。根據(jù)《四川省加油站大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 51/2865—2021）[5]，完成加油站油氣回收治理設(shè)施運(yùn)行情況抽測。

4.6 加強(qiáng)科技支撐

重點(diǎn)時(shí)段開展臭氧走航監(jiān)測，精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)問題，回溯污染源。同時(shí)，結(jié)合空氣質(zhì)量預(yù)測情況和人工增雨作業(yè)條件，適時(shí)開展人工增雨作業(yè)。

4.7 加強(qiáng)臭氧污染天氣應(yīng)對

完成縣級(jí)重污染天氣應(yīng)急預(yù)案修訂工作，將臭氧污染天氣納入重污染天氣應(yīng)急預(yù)警體系，制定7—8月夏季精準(zhǔn)攻堅(jiān)管控清單、重污染天氣夏季應(yīng)急減排措施清單。4—9月，根據(jù)綿陽市重污染天氣應(yīng)急指揮部辦公室安排，積極應(yīng)對臭氧污染天氣。

5 結(jié)論

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)動(dòng)車及其他污染源不斷增加，導(dǎo)致臭氧污染問題日益突出，臭氧污染治理已經(jīng)成為環(huán)境保護(hù)工作的重點(diǎn)。近年來，北川縣臭氧污染治理取得一定成效，但還需要長期堅(jiān)持。總體來說，應(yīng)加強(qiáng)部門合作，引導(dǎo)全社會(huì)共同參與，構(gòu)建綜合治理、聯(lián)防聯(lián)動(dòng)的環(huán)境保護(hù)體系，維護(hù)大氣環(huán)境安全，最終實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

1 董趙鑫，丁 點(diǎn)，姜越琪，等.PM2.5和臭氧對前體物減排和氣象變化的響應(yīng)及其政策啟示[J].環(huán)境科學(xué)研究，2023（2）：223-236.

2 劉 杰，王明飛，鄧建明，等.山東省AQI、顆粒物和臭氧時(shí)空演化特征及關(guān)鍵影響因素識(shí)別分析[J].環(huán)境科學(xué)研究，2023（2）：273-284.

3 茅晶晶，楊 雪，秦 瑋，等.2019年江蘇省臭氧污染與氣象條件影響分析研究[J].四川環(huán)境，2023（1）：68-74.

4 鮑捷萌，曹 娟，高 銳，等.歐洲環(huán)境空氣臭氧污染防治歷程、經(jīng)驗(yàn)及對我國的啟示[J].環(huán)境科學(xué)研究，2021（4）：890-901.

5 四川省生態(tài)環(huán)境廳，四川省市場監(jiān)督管理局.四川省加油站大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)：DB 51/2865—2021[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2021.