臨汾市大氣臭氧污染特征及治理分析

收稿日期：2023-11-23

作者簡介：逯艷麗（1984—），女，山西翼城人，助理工程師。研究方向：環境工程、生態環境監測。

摘要：臨汾市是我國重要的焦煤生產基地，臭氧污染嚴重，它成為制約城市空氣質量持續改善的關鍵因素。本文結合2020—2022年臨汾市5個環境空氣質量國控站點的臭氧在線監測數據，分析臭氧污染的總體變化特征、時間變化特征和空間分布特征，然后提出治理對策，為臨汾市臭氧污染治理提供支持。總體來說，要加強工業源、移動源和生活源排放控制，推進臭氧污染協同治理，以提高臭氧污染治理成效。

關鍵詞：大氣；臭氧污染；特征；治理；臨汾市

中圖分類號：X515 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）01-0-04

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.035

Analysis of the Characteristics and Treatment of Atmospheric Ozone Pollution in Linfen City

LU Yanli

（Yicheng Branch of Ecological Environment Bureau of Linfen City， Linfen 043500， China）

Abstract： Linfen City is an important coking coal production base in China， with severe ozone pollution， which has become a key factor restricting the continuous improvement of urban air quality. Based on the online monitoring data of ozone at five national environmental air quality control stations in Linfen City from 2020 to 2022， this paper analyzes the overall changes， temporal changes， and spatial distribution characteristics of ozone pollution， and then proposes treatment strategies to provide support for the control of ozone pollution in Linfen City. Overall， it is necessary to strengthen the control of emissions from industrial sources， mobile sources， and domestic sources， promote collaborative treatment of ozone pollution， and improve the effectiveness of ozone pollution control.

Keywords： atmosphere; ozone pollution; characteristics; treatment; Linfen City

臭氧（O3）作為二次污染物，是造成城市大氣污染的重要因素之一。近年來，我國許多城市O3污染逐年加重，它成為制約城市空氣質量持續改善的關鍵[1]。臨汾市作為汾渭平原的典型城市之一，地形特殊，同時，臨汾市是我國三大優質焦煤生產基地之一，存在大量的焦化企業和鋼鐵企業，因此O3污染嚴重[2]。近地面O3濃度超過自然水平，會嚴重影響生態系統、氣候變化和人體健康。臨汾市作為山西省的人口大市，O3污染治理備受關注。本文對臨汾市O3污染特征及治理進行研究，以推進當地大氣O3污染治理，有效管控O3污染，改善空氣質量。

1 臨汾市大氣臭氧污染成因

O3是氧氣的一種同素異形體，它不是直接排放出來的，而是由氮氧化物（NOx）和揮發性有機物（VOCs）在高溫光照條件下發生光化學反應產生的。O3污染屬于典型的二次污染，這種污染在城市中尤為突出。NOx和VOCs作為O3形成的前體物，來源非常廣泛，主要有汽車尾氣、工業生產、家庭用品等。NOx和VOCs排放量與O3生成量并非簡單的線性關系，由于每個地區的產業結構不同、排放源及排放量不同、地理氣象條件不同，不同城市O3污染程度存在顯著的區別，具有很強的區域性[3]。臨汾市位于山西省中南部，是山西省重要的焦炭生產基地，大量焦化企業、鋼鐵企業位于該市東北部的洪洞縣與南部的襄汾縣。臨汾市地形地貌較為特殊，西部為呂梁山，東部為太岳山、中條山，僅南北方向為平原，空氣對流僅能在南北方向進行。此外，臨汾市北部與霍州市接壤處狹窄，導致臨汾市區逆溫現象頻發。當刮東北風和南風時，洪洞縣與襄汾縣的NOx、VOCs污染物會被傳輸至臨汾市區，污染物易于大量積聚。鑒于以上原因，臨汾市區大氣O3污染嚴重。

2 臨汾市大氣臭氧污染特征

目前，臨汾市共有5個環境空氣質量國控站點，分別為唐堯大酒店站、臨鋼醫院站、市委站、技工學校站和城南站。5個國控站點按照《環境空氣質量監測點位布設技術規范（試行）》（HJ 664—2013）要求布設，參考《環境空氣質量指數（AQI）技術規定（試行）》（HJ 633—2012）進行空氣質量評價。O3日評價值采用日最大8 h滑動平均值（MDA8），O3月、年評價值為MDA8的第90百分位數（MDA8-90th）[4-5]，O3污染程度及對應的濃度如表1所示。當MDA8大于160 μg/m3時，定義當天為O3污染日。此外，

O3小時濃度不能超過200 μg/m3，否則定義為小時超標。利用2020—2022年臨汾市5個環境空氣質量國控站點的O3在線監測數據，對O3污染特征進行分析。

2.1 O3污染總體變化特征

2020—2022年，臨汾市O3污染日具體情況如表2

所示。O3污染日分別為76 d、81 d、78 d，其中，輕度污染的天數最多，分別為67 d、64 d、68 d；中度污染的天數次之，分別為9 d、17 d、10 d；重度污染不存在。3年間，臨汾市O3污染以輕度污染為主。2020年MDA8超標率最低，為20.8%，主要原因為當年氣象條件良好。相比2021年，2022年MDA8超標率下降0.8%，并且中度污染天數減少7 d，O3污染情況有所好轉。但是，2022年MDA8超標率高達21.4%，仍存在長期接觸O3污染的風險。

2.2 O3污染時間變化特征

2.2.1 年變化特征

2020—2022年，臨汾市O3年評價值均未達標，具體情況如表3所示。2020—2022年，MDA8-90th分別為184 μg/m3、197 μg/m3、189 μg/m3，均大于160 μg/m3，臨汾市存在O3輕度污染。其中，2021年

MDA8-90th最大，2020年MDA8-90th最低，主要原因是2020年氣象條件良好。相較于2021年O3污染評價，2022年MDA8-90th有明顯下降趨勢，并且MDA8最大值和最小值均降低。

2.2.2 月變化特征

2020—2022年，臨汾市O3月評價值呈夏季高、冬季低的變化趨勢，如圖1所示。O3月評價值發生該變化，主要是由于O3屬于光化學二次產物，夏季光化學反應活性大。MDA8-90th從1月逐月增加至

6月，6月達到最大值，然后逐月降低，12月和1月較低。3年間，MDA8-90th最高值分別為174 μg/m3、184 μg/m3、

180 μg/m3；MDA8-90th最低值分別為43.5 μg/m3、45.8 μg/m3、44.3 μg/m3。

2.2.3 日變化特征

2020—2022年，臨汾市O3日變化特征基本相同。O3小時濃度平均值呈單峰變化，如圖2所示。早晨，隨著日照的增強，O3小時濃度不斷升高，隨后逐漸下降。進入夜間，O3會因氧化NO而被消耗，同時沒有新的O3生成，O3小時濃度持續降低。3年間，O3小時濃度最大平均值出現在15：00，分別為

146.5 μg/m3、152.6 μg/m3、149.3 μg/m3；最低平均值出現在07：00，分別為44.2 μg/m3、48.9 μg/m3、46.7 μg/m3。

2.3 O3污染空間分布特征

為分析2020—2022年臨汾市O3污染的空間分布特征，給出5個國控站點MDA8的3年總體平均值，如圖3所示。結果表明，5個國控站點MDA8的3年總體平均值均未達標，大小排序為城南站（198 μg/m3）＞

唐堯大酒店站（195 μg/m3）＞市委站（192 μg/m3）＞

技工學校站（188 μg/m3）＞臨鋼醫院站（186 μg/m3）。

城南站、唐堯大酒店站、市委站MDA8的3年總體平均值大于3年MDA8-90th平均值（190 μg/m3），應重點管控。城南站、唐堯大酒店站、市委站MDA8較高。經分析，城南站位于臨汾市最南面，遠離市中心，機動車排放量較市區少，NO消耗O3的量較少；城南站附近有較多的汽修店，會排放大量VOCs，導致O3污染偏高。唐堯大酒店站附近有較多的餐飲店，重型柴油車的車流量較大。市委站附近有加油站、洗衣店和餐飲集中區。

3 臨汾市大氣臭氧污染治理對策

O3污染不僅受其前體物的排放影響，而且與它們的比例密切相關[6]。根據臨汾市大氣O3污染特征，其O3污染治理在時間段上應以每年的4—8月、每天的13：00-16：00為主，控制區域主要選擇城南站、唐堯大酒店站、市委站，加強O3前體物的排放管理和控制。下面提出O3污染治理對策。

3.1 工業源排放控制

環境監測部門應深入剖析污染源，對污染物排放企業提出嚴格要求，持續強化企業的污染監測能力，制定科學合理的O3管控對策。嚴格控制焦化、鋼鐵、電力等企業在監測站點上風向區域排放污染物，必要時，可對上述企業采取限產、停產或錯峰生產的措施。對于涉及NOx和VOCs的排放企業，實施煙氣脫硝，并加大NOx和VOCs排放監控和現場抽查力度，對治理效果進行績效評級。

3.2 移動源排放控制

汽車尾氣是NOx排放的重要因素，在大氣O3污染的治理過程中，汽車尾氣排放量居高不下。為從根源上控制汽車尾氣排放，可采取落實機動車檢查維護制度、要求汽車安裝尾氣凈化裝置、增加混合動力和電動車數量、優化公共交通運行體系等措施，從而有效降低NOx的排放，進而控制大氣O3污染。

3.3 生活源排放控制

加強對汽修店噴涂廢氣收集、治理設施的監督檢查，對未安裝廢氣治理裝置的汽修店，嚴禁露天噴涂。對于餐飲服務經營行業，應確保安裝油煙凈化設施，并進行現場執法監測。加油站出臺錯峰加油政策，并且鼓勵夜間加油。洗衣店應逐步淘汰落后的干洗設備和工藝，嚴格管理干洗的溶劑使用。城區內嚴禁露天焚燒垃圾、露天燒烤等，持續開展露天焚燒巡查

工作。

3.4 O3污染協同治理

O3污染治理要突出協同，主要包括政策保障、主體多元化、技術支撐。一是政策保障。傳統的被動治理模式已不適應新時代生態文明建設，因此應制定O3污染治理的綜合政策。在O3污染治理過程中，應采取不斷完善法律法規、制定完善的環保技術規范及標準、積極引導O3前體物的協同減排、加強大數據運用及信息公開、暢通社會組織和公眾參與的渠道等協同保障政策。二是主體多元化。O3污染治理不是單方面的，需要政府、企業、社會組織、公眾等方面的參與合作。政府起主導作用，主要是正確處理主體之間的關系，而企業的責任感、社會組織的支持、公眾的參與都是O3污染治理的關鍵，因此要建立健全、公平、有效、協同的環保機制。三是技術支撐。O3前體物的產生途徑及種類均比較復雜，并且受地理氣象條件及傳輸的影響，因此O3污染治理需要有效的技術支撐。為實現O3污染治理的科學化和實效性，應在O3形成機制、O3污染危害、O3污染風險評價、O3污染監測網絡布設、O3污染預測預報等方面做出更大的技術突破。

4 結論

O3污染是臨汾市面臨的嚴重環境問題。為不斷提高臨汾市空氣質量，本文對2020—2022年臨汾市5個環境空氣質量國控站點的O3在線監測數據進行分析。結果表明，臨汾市2020年O3污染日數最低，主要原因是2020年氣象條件良好。2022年較

2021年O3污染有所減輕，O3污染日數由81 d下降至78 d，MDA8超標率由22.2%下降至21.4%，O3污染主要為輕度污染和中度污染。相較于2021年O3污染評價，2022年MDA8-90th有明顯下降趨勢，并且MDA8最大值和最小值均降低；O3濃度月變化呈夏季高、冬季低的趨勢，最大值在6月；O3濃度日變化呈單峰型，最大值出現在15：00，最低值出現在07：00；控制區域主要為城南站、唐堯大酒店站、市委站。臨汾市O3污染具有長期性和復雜性，宜從工業源排放控制、移動源排放控制、生活源排放控制等方面下功夫，采用協同治理模式，持續關注O3污染的治理效果。

參考文獻

1 楊寒雯.城市臭氧污染特征及治理研究[J].黑龍江環境通報，2023（5）：16-18.

2 裴坤寧，王 雁，閆世明，等.地形和天氣形勢對臨汾市大氣污染的影響[J].干旱氣象，2022

（5）：879-887.

3 楊丹丹.臨汾市大氣環境容量與PM2.5達標優化控制策略研究[D].南京：南京大學，2022：

10-11.

4 宋曉偉，郝永佩，朱曉東，等.臨汾市臭氧污染變化特征、氣象影響及輸送源分析[J].中國環境科學，2022（8）：3626-3634.

5 寧 一.2019—2021年臨汾市臭氧污染特征及來源分析[D].太原：中北大學，2023：14-15.

6 沈 麗.大氣臭氧污染特征及其治理措施分析[J].資源節約與環保，2021（2）：103-104.