鎮(zhèn)海區(qū)光化學(xué)污染現(xiàn)狀及防治對(duì)策

黃酉臘　章勤　舒天閣

摘要：指出了光化學(xué)污染已成為國(guó)內(nèi)大氣污染研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和前沿，其污染現(xiàn)狀也引起了國(guó)家和公眾的重視。主要闡述了光化學(xué)污染的危害，分析了鎮(zhèn)海區(qū)環(huán)境空氣中光化學(xué)的污染現(xiàn)狀，提出了鎮(zhèn)海區(qū)環(huán)境空氣光化學(xué)污染的防治對(duì)策。

關(guān)鍵詞：光化學(xué)污染；污染現(xiàn)狀；防治對(duì)策

中圖分類(lèi)號(hào)：X515

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16749944（2017）8008603

1引言

與以燃煤產(chǎn)生的SO2和TSP（總懸浮顆粒）污染為特征的煤煙型污染不同，光化學(xué)污染屬于復(fù)合型污染。在一定的濕度、溫度、風(fēng)速等氣象條件下，含有氮氧化物（NOx，主要為NO2）和烴類(lèi)（包括揮發(fā)性有機(jī)物，VOCs）的大氣，在太陽(yáng)紫外線照射下發(fā)生一系列復(fù)雜的反應(yīng)，產(chǎn)生出一些氧化性很強(qiáng)的臭氧（O3）和過(guò)氧乙酰硝酸酯（PAN）、硝酸（HNO3）等二次污染物。這些產(chǎn)物及反應(yīng)物的混合物被稱為光化學(xué)煙霧[1，2]。在大城市尤其是石油化工型城市，隨著工業(yè)企業(yè)和機(jī)動(dòng)車(chē)的增加，導(dǎo)致排入大氣的NOx和VOCs持續(xù)增加，為光化學(xué)煙霧的形成提供了豐富的前提污染物來(lái)源，在強(qiáng)陽(yáng)光和低濕度的午間和午后，光化學(xué)煙霧污染頻繁發(fā)生并日趨嚴(yán)重，已經(jīng)越來(lái)越嚴(yán)重地威脅著居民的健康[3～10]。通過(guò)對(duì)鎮(zhèn)海區(qū)環(huán)境空氣中光化學(xué)的污染現(xiàn)狀進(jìn)行分析，提出了與鎮(zhèn)海區(qū)污染狀況相適應(yīng)的污染防治對(duì)策。

2鎮(zhèn)海區(qū)光化學(xué)污染現(xiàn)狀

我國(guó)對(duì)光化學(xué)污染中各項(xiàng)污染物的含量并未作明確的規(guī)定，而O3一般占所有光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物比例的90%以上，是判定光化學(xué)污染的指示物之一 [11～14]。

根據(jù)《鎮(zhèn)海區(qū)“十二五”環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書(shū)》，自2013年開(kāi)始國(guó)家對(duì)空氣中的臭氧列入常規(guī)監(jiān)測(cè)以來(lái)，鎮(zhèn)海區(qū)空氣中臭氧濃度超標(biāo)的天數(shù)有逐漸增加的趨勢(shì)（見(jiàn)表1），其中2015年臭氧濃度年評(píng)價(jià)值首次超過(guò)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，且2015年的臭氧濃度超標(biāo)天數(shù)也首次超過(guò)主要污染物PM2.5。從表2的近3年環(huán)境空氣污染物單項(xiàng)指數(shù)來(lái)看，只有臭氧污染物指數(shù)呈上升趨勢(shì)；從圖1中也可以看出，2013年來(lái)，鎮(zhèn)海區(qū)環(huán)境空氣中日臭氧最大8 h均值超過(guò)100 μg/m3的天數(shù)在增加。由此可以表明，鎮(zhèn)海區(qū)已開(kāi)始出現(xiàn)光化學(xué)污染的征兆。

3前體物污染排放現(xiàn)狀及排放量的變化趨勢(shì)分析

3.1前體物污染排放現(xiàn)狀

3.1.1NOx排放現(xiàn)狀

“十一五”和“十二五”期間，鎮(zhèn)海區(qū)NOx（主要為NO2，統(tǒng)一以NO2計(jì)）的排放量得到了較大幅度的削減（表3），但其平均排放濃度仍較高，部分重點(diǎn)污染源在一定時(shí)段存在超標(biāo)排放的現(xiàn)象。

根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，在2010～2015年間，NO2年平均濃度下降幅度不明顯，維持在45 μg/m3波動(dòng)，超過(guò)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值（圖2）。

3.1.2揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）排放現(xiàn)狀

鎮(zhèn)海區(qū)內(nèi)石油化工企業(yè)排放的有機(jī)廢氣是空氣中VOCs的主要來(lái)源，此外機(jī)動(dòng)車(chē)燃油、機(jī)械制造和金屬制品制造過(guò)程中使用的有機(jī)溶劑以及噴涂作業(yè)使用的有機(jī)溶劑也是空氣中VOCs的來(lái)源。環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，2011～2015年鎮(zhèn)海區(qū)3個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的空氣中VOCs年濃度均值總值波動(dòng)較大，盡管2015年有明顯下降的趨辨，但鎮(zhèn)海中學(xué)和區(qū)圍墾局站點(diǎn)2015年空氣中VOCs年濃度均值總和仍保持在2011年的水平（澥浦站點(diǎn)因周邊化工企業(yè)搬遷，空氣中VOCs年濃度均值總和有明顯下降）。同時(shí)，3個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)空氣中VOCs年濃度均值總和明顯高于NO2年濃度均值，說(shuō)明空氣中VOCs濃度仍處于較高水平（圖3）。

3.2前體物污染排放量的變化趨勢(shì)分析

涉及光化學(xué)反應(yīng)前體污染物（NO2和VOCs）的排放源主要有3個(gè)方面：石化企業(yè)、燃煤（氣）鍋爐、機(jī)動(dòng)車(chē)和揮發(fā)性有機(jī)物使用企業(yè)?！笆濉奔敖窈笠欢螘r(shí)期，鎮(zhèn)海區(qū)NO2和VOCs排放量的變化情況分析如下.

（1）NO2排放總量將會(huì)有所下降?；鹆Πl(fā)電和鍋爐燃煤（氣）占NO2排放的絕大部分，通過(guò)采取執(zhí)行特別排放限值，鍋爐燃煤的NO2排放總量不會(huì)顯著增加；但隨著石化產(chǎn)品的大量增加，貨物運(yùn)輸中產(chǎn)生的NO2排放量會(huì)相應(yīng)增加；家用機(jī)動(dòng)車(chē)保有量的增加也將增加NO2的排放量。綜上分析，今后一段時(shí)期，鎮(zhèn)海區(qū)NO2的排放總量將會(huì)有所下降。

（2）VOCs排放總量將不會(huì)明顯下降。技術(shù)進(jìn)步和不斷嚴(yán)格的環(huán)保監(jiān)管，可使現(xiàn)有石化企業(yè)VOCs的排放最降低，但如果某些重大項(xiàng)目上馬，則VOCs的排放量會(huì)大幅度增加，與之相應(yīng)的下游產(chǎn)品生產(chǎn)的投資項(xiàng)目也會(huì)增加；石化產(chǎn)品的大量增加，隨之帶來(lái)運(yùn)輸量的大幅增加，貨物運(yùn)輸中產(chǎn)生的VOCs排放量也會(huì)相應(yīng)增加；對(duì)于機(jī)械制造、金屬制品和家具制造行業(yè)，隨著工藝技術(shù)的改進(jìn)和環(huán)保治理設(shè)施的升級(jí)，VOCs的排放會(huì)逐步下降；家用機(jī)動(dòng)車(chē)保有量仍將趨于上升趨勢(shì)，其VOCs的排放仍將繼續(xù)增加。綜上分析，今后一段時(shí)期，鎮(zhèn)海區(qū)VOCs的排放總量將不會(huì)明顯下降。

4光化學(xué)污染趨勢(shì)分析

目前鎮(zhèn)海區(qū)尚未對(duì)產(chǎn)生光化學(xué)污染的主要污染物指標(biāo)PAN（過(guò)氧乙酰硝酸酯）開(kāi)展日常監(jiān)測(cè)。但是，鎮(zhèn)海區(qū)空氣中NO2濃度和VOCs總體濃度處于較高水平，烯烴（特別是乙烯）濃度呈現(xiàn)上升趨勢(shì)[15]，空氣中O3（臭氧）濃度逐年上升且超標(biāo)頻率增加，鎮(zhèn)海區(qū)已開(kāi)始出現(xiàn)光化學(xué)污染的征兆。

光化學(xué)污染的形成受前提污染物（NO2和VOCs）和氣象條件的影響。鑒于鎮(zhèn)海所處的緯度和地理環(huán)境的不可更改性，其氣象條件不可能發(fā)生較大的變化。空氣中特別是低空和近地面NO2和VOCs的濃度對(duì)鎮(zhèn)海光化學(xué)污染的形成起決定作用。日前，鎮(zhèn)?？諝庵蠽OCs總體濃度要高于周邊其他區(qū)、市；NO2濃度與寧波市區(qū)基本接近，但要高于周邊其他縣、市[16]。在一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)期，鎮(zhèn)海區(qū)的VOCs排放總量將不可能得到大幅度的降低（以低空和近地面排放為主），NO2的排放總量雖會(huì)有所下降（高空排放量下降明顯），但近地面排放量會(huì)增加，因此，鎮(zhèn)海低空和近地面的NO2和VOCs的濃度預(yù)計(jì)不會(huì)明顯下降。

在一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)期（5年以至更長(zhǎng)的時(shí)間），鎮(zhèn)海區(qū)產(chǎn)生光化學(xué)污染的條件將不會(huì)有明顯改善的趨勢(shì)，在某一時(shí)段，反而會(huì)有加重的可能。

5光化學(xué)污染防治對(duì)策

光化學(xué)污染屬于復(fù)合型大氣污染，其主要表現(xiàn)形式為臭氧污染。由于臭氧生成機(jī)制的復(fù)雜性和前體物（NO2和VOCs）來(lái)源的多樣性，使得光化學(xué)污染防控比煤煙型污染治理來(lái)得尤為困難。鎮(zhèn)海區(qū)大氣中PM2.5和臭氧濃度水平均較高，因而大氣復(fù)合污染的態(tài)勢(shì)十分嚴(yán)峻。由于光化學(xué)煙霧成因復(fù)雜，其治理難度也就更大，解決這種具有復(fù)雜生成機(jī)制的二次污染需要通過(guò)長(zhǎng)期的努力，采取多種手段結(jié)合綜合防治的措施。

5.1加快執(zhí)行大氣污染特別排放限值

制定執(zhí)行大氣污染特別排放限值的時(shí)間進(jìn)度表，對(duì)火電、供熱鍋爐、煉油、石化等行業(yè)排放的NO2和VOCs，實(shí)行限期治理；采用多種手段開(kāi)展泄漏監(jiān)測(cè)，加強(qiáng)對(duì)VOCs無(wú)組織排放的監(jiān)管，削減VOCs排放總量。

5.2加強(qiáng)交通運(yùn)輸污染防治，有效控制NO2排放

加強(qiáng)對(duì)重型貨車(chē)（集卡、液化品罐車(chē)、工程車(chē)）尾氣排放的監(jiān)管，對(duì)在鎮(zhèn)海區(qū)的重型貨車(chē)配備SCR裝置（選擇性催化還原裝置），督促過(guò)境車(chē)輛必須配備SCR裝置，并開(kāi)展經(jīng)常性檢查；推進(jìn)“黃標(biāo)車(chē)”加速淘汰進(jìn)程；加快港口碼頭岸基高壓變頻設(shè)施建設(shè)，對(duì)停港船舶，用岸電替代柴油，減少NO2的排放。

5.3加強(qiáng)對(duì)機(jī)械制造等行業(yè)VOCs的治理

通過(guò)改進(jìn)工藝技術(shù)，促使機(jī)械、金屬制品、家具制造等企業(yè)提高機(jī)械化、自動(dòng)化水平，減少有機(jī)物的使用和VOCs的無(wú)組織排放，更新改造有機(jī)廢氣治理設(shè)施，提高設(shè)施處理效率，擴(kuò)大環(huán)保監(jiān)督抽查覆蓋面，督促環(huán)保設(shè)施的有效運(yùn)行。

5.4加強(qiáng)多部門(mén)協(xié)同監(jiān)管

在建筑裝飾行業(yè)加大推廣使用環(huán)保涂料的力度；加強(qiáng)對(duì)汽車(chē)維修行業(yè)噴漆廢氣治理設(shè)施和餐飲行業(yè)的油煙治理設(shè)施使用效果的檢查。

5.5充分發(fā)揮現(xiàn)有環(huán)境政策的作用

全面推行排污許可證制度，加快開(kāi)征揮發(fā)性有機(jī)物排污費(fèi)；加強(qiáng)對(duì)新建項(xiàng)目NO2和VOCs排放總量替代的管理；加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)行業(yè)和重點(diǎn)企業(yè)的環(huán)保核查。

5.6加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)能力建設(shè)

開(kāi)展空氣中PAN及其同系物的監(jiān)測(cè)工作，建立光化學(xué)污染預(yù)警及應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制；完善以環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)、污染源監(jiān)測(cè)和環(huán)境信息支撐為核心的環(huán)境監(jiān)測(cè)信息網(wǎng)。

5.7加強(qiáng)市民環(huán)保教育

提高市民對(duì)光化學(xué)污染的認(rèn)識(shí)程度，加強(qiáng)市民自身的環(huán)保意識(shí)，減少社會(huì)生活環(huán)境中易產(chǎn)生VOCs類(lèi)物質(zhì)的使用。

6結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上分析可以看到，對(duì)鎮(zhèn)海區(qū)而言已開(kāi)始出現(xiàn)光化學(xué)污染的征兆。根據(jù)光化學(xué)污染現(xiàn)狀，鎮(zhèn)海區(qū)產(chǎn)生光化學(xué)污染的條件將不會(huì)有明顯改善的趨勢(shì)，在某一時(shí)段，反而會(huì)有加重的可能。為此，應(yīng)該加快執(zhí)行大氣污染特別排放限值，加強(qiáng)交通運(yùn)輸污染防治，有效控制NO2排放，加強(qiáng)對(duì)機(jī)械制造等行業(yè)VOCs的治理，加強(qiáng)多部門(mén)協(xié)同監(jiān)管，充分發(fā)揮現(xiàn)有環(huán)境政策的作用，加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)能力建設(shè)，加強(qiáng)市民環(huán)保教育，凈化環(huán)境空氣質(zhì)量，切實(shí)改善人民生活環(huán)境。

2017年4月綠色科技第8期

參考文獻(xiàn)：

[1]

靳衛(wèi)齊， 楊萌. 城市光化學(xué)煙霧的形成機(jī)理與防治[J]. 化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)， 2007， 28（3）： 22～24.

[2]楊箐. 光化學(xué)煙霧的形成機(jī)理及防治措施[J] 安陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)， 2007（5）： 101～103.

[3]張鍵. 蘭州西固地區(qū)光化學(xué)煙霧污染特定及其趨勢(shì)分析[J]. 蘭化科技， 199l， 9（4）： 288～294.

[4]段玉森. 我國(guó)部分城市臭氧污染時(shí)空分布特征分析 [J]. 環(huán)境預(yù)測(cè)管理與技術(shù)， 2011， 23（增刊）： 34～39.

[5]Geng F， Zhao C， Tang X， et al. Analysis of ozone and VOCs measured in Shanghai： A case study [J]. Atmospheric Environment， 2007， 41（5）： 989～1001.

[6]王會(huì)祥， 唐孝炎， 王木林， 等. 長(zhǎng)江三角洲痕量氣態(tài)污染物的時(shí)空分布特征[J]. 中國(guó)科學(xué) （D 輯）， 2003， 33（2）： 114～118.

[7]許建明， 耿福海， 甄燦明， 等. 上海浦東地區(qū)氣溶膠散射系數(shù)及影響因子[J]. 環(huán)境科學(xué)， 2010， 30（1）： 211～216.

[8]徐昶. 中國(guó)特大城市氣溶膠的理化性， 來(lái)源及其形成機(jī)制 [D]. 上海：復(fù)旦大學(xué)， 2010.

[9]Shaowei Wu， Furong Deng， Xin Wang， et al. Association of lung function in a panel of young healthy adults with various chemical components of ambient fine particulate air pollution in Beijing， China[J]. Atmospheric Environment， 2013， 77（13）：873～884.

[10]Yang W， Omaye S T. Air pollutants， oxidative stress and human health [J]. Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis， 2009， 674（1）： 45～54.

[11]Crutzen P J. Photochemical reactions initiated by and influencing ozone in unpolluted tropospheric air [J]. Tellus， 1974，（26）：47～57.

[12]唐孝炎， 張遠(yuǎn)航， 邵敏. 大氣環(huán)境化學(xué)[M]. 北京： 高等教育出版社， 2006： 101～232.

[13]Chameides W L， J Walker. Time dependent photochemical model for ozone near the ground [J]. J. Geophys. Res.， 1976，81（4）：413～420.

[14]Crutzen P J. Physical and chemical processes which control the production， destruction， and distribution of ozone and some other chemically active minor constituents [J]. GARP Publications Series， 1975，（16）：236～243.

[15]寧波市鎮(zhèn)海區(qū)環(huán)境保護(hù)局. 寧波市鎮(zhèn)海區(qū)環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書(shū)（2011-2015）[R].寧波：寧波市鎮(zhèn)海區(qū)環(huán)境保護(hù)局， 2016：84～86.

[16]寧波市環(huán)境保護(hù)局. 寧波市環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書(shū)（2011-2015年） [R]. 寧波：寧波市環(huán)境保護(hù)局，2016，（81）：278～280.