青島市城陽區(qū)環(huán)境空氣臭氧的污染特征及防治措施

魏西會

摘 要：該文利用青島市城陽區(qū)2014年全年監(jiān)測數(shù)據(jù)，對大氣中臭氧（O3）污染濃度監(jiān)測結(jié)果進行了分析。分析結(jié)果顯示，城陽區(qū)臭氧污染有加重趨勢，2014年超《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）中二級標準的頻率為6.30%，比2013年明顯升高；2014年臭氧作為首要污染物出現(xiàn)的天數(shù)為91d，占污染天數(shù)的28.4%。城陽區(qū)臭氧濃度具有明顯的日變化和季節(jié)變化規(guī)律。分析發(fā)現(xiàn)PM10、PM2.5、SO2、NO2和CO等污染物均與臭氧呈較好的負相關(guān)，日照、氣溫、風速等因素對臭氧濃度變化均具有一定的影響。并且結(jié)合城陽區(qū)實際提出了切實可行的臭氧污染防治措施。

關(guān)鍵詞：臭氧；污染特征；防治措施；城陽區(qū)

中圖分類號 X51 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）19-0073-03

在平流層大氣中，臭氧吸收了90%以上的太陽短波輻射，從而對人類及生態(tài)環(huán)境起到了保護作用。但是在近地面大氣中，臭氧作為首要光化學污染物，可以誘發(fā)光化學煙霧的生成，使人類賴以生存的大氣環(huán)境面臨光化學煙霧污染的威脅[1]。臭氧本身是一種毒性氣體，近地面高濃度的臭氧會對人體健康、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及生態(tài)系統(tǒng)造成不利影響。因此，了解臭氧污染的來源及影響因素，開展環(huán)境大氣中臭氧污染規(guī)律的研究，對于防治大氣污染、提高環(huán)境空氣質(zhì)量有著十分重要的意義。本文主要對環(huán)境空氣中臭氧的來源、影響因素及城陽區(qū)臭氧污染規(guī)律進行分析，并結(jié)合城陽區(qū)實際提出了切實可行的污染防治措施。

1 環(huán)境空氣中臭氧的來源及影響因素

近地面環(huán)境空氣中臭氧主要來自平流層臭氧的向下輸送和對流層的光化學反應生成。CTM（Global Chemical Transport Model）模型研究表明，對流層臭氧可達 344Tg/a，其中約48%自本區(qū)域的光化學反應，約29%來自外遠距離傳輸，約23%來自平流層向下輸送[2]。

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，汽車保有量迅速增加，以及各種燃料、油、有機溶劑、涂料被大量使用，大氣中的氮氧化物和揮發(fā)性有機物濃度不斷增加，導致近地面臭氧濃度不斷升高[3]。研究表明，人類生產(chǎn)、生活過程中產(chǎn)生的氮氧化物和揮發(fā)性有機物，在光照下，經(jīng)過復雜的化學過程生成的二次污染物是近地面臭氧的主要來源。城市大氣污染地區(qū)臭氧濃度變化主要受當?shù)毓饣瘜W反應控制，這主要是因為污染地區(qū)形成臭氧的前體物的濃度較高，臭氧的產(chǎn)生和損耗決定于光化學反應[4]。

氣象條件是影響環(huán)境空氣中臭氧濃度的最主要因素之一，是造成臭氧濃度晝夜變化、季節(jié)變化、年際變化的主要原因，其中，太陽輻射、氣溫、風向和風速是比較重要影響的因素。如果天氣晴，少云高溫，紫外線較強，則會促進光化學反應的進行，導致該日臭氧濃度較高。反之，如果天氣多云，氣溫較低，風速大，再加上顆粒物濃度較高，則造成到達近地面的紫外線較弱，導致臭氧濃度較低[5]。

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，臭氧與可吸入顆粒物、細顆粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等污染物均呈較好的負相關(guān)，其中可吸入顆粒物、細顆粒物與臭氧的負相關(guān)性最好，可吸入顆粒物、細顆粒物可以吸收和散射太陽輻射，使光化學反應減弱，從而影響臭氧生成[6-8]。

2 城陽區(qū)環(huán)境空氣中臭氧的污染特征

青島市城陽區(qū)位于E120°07′～120°34′，N36°11′～36°24′，屬暖溫帶大陸性季風氣候，具有明顯的海洋性氣候特點，四季分明，春季氣溫回升緩慢，較內(nèi)陸遲1個月。城陽區(qū)共有2個大氣自動監(jiān)測點位，分別為城陽區(qū)北部子站（城陽環(huán)保分局站）和城陽區(qū)南部子站（嶗山水庫站），監(jiān)測項目為臭氧（O3）、可吸入顆粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）、細顆粒物（PM2.5）。2個自動監(jiān)測點位均使用API400E臭氧分析儀，分析方法為紫外熒光法，24h連續(xù)自動監(jiān)測。本文數(shù)據(jù)周期為2014年1月1日至12月31日，判斷標準采用《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）中二級標準（簡稱二級標準，日均值160μg/m3）。

2014年青島市城陽區(qū)大氣中臭氧日均值范圍為22～218μg/m3，平均濃度為99μg/m3，全年中有23d臭氧濃度超過二級標準，超標率為6.30%。臭氧超標多出現(xiàn)在春末夏初，氣象條件多為天氣晴好，少云，偏南風，高溫，紫外線強，有利于光化學反應的進行，有助于臭氧的生成。最小值出現(xiàn)在2月5日，當日氣象條件：天氣陰，西北風5～6級，平均氣溫-1℃，細顆粒物濃度為114μg/m3，顆粒物對太陽短波吸收和散射效用，使到達近地面的紫外線較弱，光化學反應生成臭氧的的濃度低。

從全年數(shù)據(jù)來看臭氧濃度變化具有明顯的日變化規(guī)律，主要表現(xiàn)為夜間濃度較低且變化平緩，最低值出現(xiàn)在夜間，日出后臭氧小時濃度迅速上升，最大值主要集中在14：00—15：00，而后濃度逐漸降低。晝夜變化振幅夏季最大，最低值與最高值最大可以相差7倍。

2014年城陽區(qū)環(huán)境空氣中臭氧濃度呈明顯的季節(jié)變化：春季升高，夏季最高，秋季逐漸降低，冬季最低。臭氧濃度月變化基本呈現(xiàn)倒“V”形，臭氧濃度在7月份達到最高值后逐漸降低。從臭氧全年監(jiān)測結(jié)果可以看出，臭氧日均值最大值超過二級標準的天數(shù)集中在太陽光照充足的5—8月，臭氧濃度日均值低值一般出現(xiàn)在太陽光照較弱的12月、1月。

3 臭氧污染的防治措施

目前，臭氧已經(jīng)成為城陽區(qū)重要的大氣環(huán)境污染物之一，防治臭氧污染，一方面需要建立長效機制，建立、落實法規(guī)和技術(shù)標準，另一方面要減少臭氧光化學反應前體物氮氧化物和揮發(fā)性有機物的排放。因此，根據(jù)青島市年度空氣質(zhì)量提升行動計劃的要求，建議從調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、淘汰落后產(chǎn)能、治理污染點源、使用清潔能源、提升車用燃油品質(zhì)、動員全社會共同參與等各個方面采取切實有效的措施，不斷改善全區(qū)空氣質(zhì)量。

3.1 綜合治理、聯(lián)防聯(lián)控 由于揮發(fā)性有機化物既可能造成細顆粒物超標，又是臭氧的前體物之一，因此，臭氧應與細顆粒物治理結(jié)合起來綜合考慮，實行綜合治理。同時，城陽區(qū)特殊的地理位置，易受外部區(qū)域大氣污染物擴散的影響，城陽區(qū)的二氧化硫、二氧化氮、臭氧等氣態(tài)污染物和細顆粒物污染在南風條件時受來自李滄區(qū)、市北區(qū)、黃島區(qū)等外部大環(huán)境污染物由南向北擴散影響，較北風條件時污染嚴重?？梢姡会槍Τ顷枀^(qū)臭氧污染治理的效果有限，青島市各級政府應建立聯(lián)防聯(lián)控機制，共同治理，共同受益。臭氧前體物在不同地方比例不同，即便在同一個城市，市區(qū)與郊區(qū)也有差別，因而城陽區(qū)環(huán)保部門應加強與科研機構(gòu)的合作，搞清楚城陽區(qū)臭氧形成受控因素，通過監(jiān)測摸清楚臭氧前體物的具體比例、排放源的位置，做到有的放矢。

3.2 減少氮氧化物排放 城陽區(qū)工業(yè)園區(qū)較多，2014年城陽區(qū)工業(yè)氮氧化物排放量達到3 338.9t，居青島六區(qū)之首。環(huán)境空氣中氮氧化物濃度變化對光化學反應有很大的影響，控制、減少氮氧化物的排放，可以有效地控制臭氧污染。

3.2.1 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)及能源結(jié)構(gòu)，提高清潔能源的利用率，減少燃煤的用量 對城陽建成區(qū)內(nèi)20t/h以下燃煤鍋爐強制淘汰，鼓勵節(jié)能新型燃燒設備的研發(fā)與使用；在人口密集的中心城實行集中供熱，減少生活面源對環(huán)境空氣質(zhì)量的影響。

3.2.2 有效控制機動車污染 截至2014年末，城陽區(qū)各類在用機動車已達19萬輛之多，比2013年增加了3萬輛。而且城陽區(qū)地處青島市北部，是陸地交通進入青島的必經(jīng)之地，機動車尾氣污染嚴重，有效控制機動車污染將成為提升城陽區(qū)空氣質(zhì)量的手段之一。環(huán)保、公安、工商等部門建立完善聯(lián)合執(zhí)法長效機制，嚴查無環(huán)保合格標志、黑煙車和駛?cè)胂扌袇^(qū)域內(nèi)的黃標車；大力發(fā)展以軌道為主的城市綜合交通體系，有軌電車盡快投入使用，鼓勵民眾乘坐公共交通工具；加大對電車、天然氣車等排污量小的機動車的推廣力度，對于購買環(huán)保型汽車的家庭進行獎勵。

3.2.3 大力推進鍋爐廢氣脫硝設施的安裝和使用 城陽區(qū)金田熱電、金海熱電等廢氣污染物排放重點企業(yè)，已于2014年7月1日前完成了鍋爐脫硝改造，氮氧化物排放濃度達到了環(huán)保部門規(guī)定的標準要求。環(huán)保部門對已建成的鍋爐廢氣脫硝設施，要嚴格管理、堅持穩(wěn)定連續(xù)運行，同時要加大經(jīng)濟政策的支持，對企業(yè)安裝、運行脫硝裝置給予經(jīng)濟補貼。

3.3 減少揮發(fā)性有機物的排放 環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機物的來源很多，交通運輸是最大的揮發(fā)性有機物人為排放源，溶劑使用是第二大排放源[9]。因此，做好揮發(fā)性有機物的減排工作，需要從減少交通運輸排放和減少溶劑的使用和排放2個方面入手。

3.3.1 加強揮發(fā)性有機物環(huán)境監(jiān)管力度 對產(chǎn)生揮發(fā)性有機物的工業(yè)企業(yè)，以及廣告噴涂、車輛維修、噴漆、服裝干洗、餐飲業(yè)等小型加工業(yè)和服務業(yè)，均納入監(jiān)管范圍。同時，結(jié)合《青島市環(huán)境保護局關(guān)于印發(fā)<青島市重點行業(yè)揮發(fā)性有機物污染治理技術(shù)導則（試行）>的通知》開展城陽區(qū)大氣揮發(fā)性有機物調(diào)查工作，掌握轄區(qū)內(nèi)大氣揮發(fā)性有機物排放源、分布、數(shù)量，從中選擇代表性行業(yè)進行分析，了解行業(yè)排放情況，結(jié)合排放標準，配合國家環(huán)保部相關(guān)政策，達到揮發(fā)性有機物總量排放控制目標。

3.3.2 堅持源頭控制與末端治理相結(jié)合的原則 在工業(yè)生產(chǎn)中推廣清潔生產(chǎn)技術(shù)，減少揮發(fā)性有機物的使用。嚴格控制原料與產(chǎn)品在生產(chǎn)、儲運等過程中的揮發(fā)性有機物排放，鼓勵企業(yè)使用先進儀器設備對有組織排放的揮發(fā)性有機物進行回收再利用或采用燃燒等方式使其達標排放。

3.3.3 減少機動車、飛機和輪船等交通工具的排放量 減少機動車、飛機和輪船等交通工具的排放，儲油庫、加油站和油罐車配備相應的油氣回收系統(tǒng)。2014年青島市環(huán)境保護局城陽分局制訂、印發(fā)《關(guān)于對全區(qū)加油站、儲油庫油氣污染防治設施規(guī)范化監(jiān)管的通知》，明確轄區(qū)儲油庫、加油站規(guī)范化監(jiān)管標準規(guī)范化監(jiān)管標準，告知環(huán)保部門現(xiàn)場監(jiān)察的三項重點內(nèi)容，便于各加油站、儲油庫強化內(nèi)部管理，建立健全油氣治理運行機制提供了保障。

4 結(jié)語

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，汽車及其他污染源的增加，臭氧污染現(xiàn)象將會更加突出，治理臭氧污染已成為大氣環(huán)境治理的必然階段要求，因此，應采取加強部門合作、綜合治理、聯(lián)防聯(lián)控、動員全社會參與等措施，讓空氣清新、青山綠水的美好環(huán)境早日實現(xiàn)。

參考文獻

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（責編：張宏民）