臭氧污染治理

宋楊

每到夏季，臭氧都成為中國多地的首要污染物。夏季臭氧污染在其他國家或地區(qū)是否廣泛存在？歐洲在臭氧污染預(yù)警和治理方面有哪些做法？效果如何？看看瑞典斯德哥爾摩環(huán)境研究所迪特·施韋拉博士怎么說。

加大臭氧治理力度會取得哪些效益？

根據(jù)美國實(shí)施當(dāng)前臭氧標(biāo)準(zhǔn)的估算，公眾健康收益折算成經(jīng)濟(jì)收益高達(dá)29億～59億美元。

記者：近些年每到夏季，臭氧都成為中國多地的首要污染物。夏季臭氧污染在其他國家或地區(qū)是否廣泛存在？

迪特·施韋拉：從全球范圍來看，除了中國，美國的西南部、歐洲、日本等地也面臨嚴(yán)峻的臭氧污染。美國當(dāng)前臭氧標(biāo)準(zhǔn)為140μg/m3 （70ppb）。美國臭氧污染最嚴(yán)重的城市主要位于美國的西部和西南部。美國肺病協(xié)會的一項(xiàng)最新研究指出，位于美國加州的洛杉磯、貝克斯菲爾德和維薩利亞大都市區(qū)是全美臭氧（和顆粒物）污染最嚴(yán)重的區(qū)域。加州有3個(gè)縣的居民每年至少有90天都在呼吸臭氧超標(biāo)的空氣。

2017年，歐盟28個(gè)成員國中有18個(gè)成員國和其他4個(gè)歐洲國家的臭氧濃度均高于120μg/m3的歐盟標(biāo)準(zhǔn)。歐盟國家有41%的監(jiān)測站臭氧濃度超標(biāo)，而在2014年，超標(biāo)的監(jiān)測站比例僅為11%。若與世界衛(wèi)生組織的臭氧指導(dǎo)值100μg/m3相比，則有96%的監(jiān)測站濃度都超標(biāo)。在歐洲和美國，農(nóng)村地區(qū)的臭氧濃度普遍高于城市地區(qū)。然而，城市臭氧濃度的增長速度卻高于農(nóng)村地區(qū)。

記者：大氣中臭氧濃度升高會帶來哪些影響？加大臭氧治理力度會取得哪些效益？

迪特·施韋拉：臭氧可能會刺激眼睛、鼻子和咽喉，對呼吸道造成急性影響，導(dǎo)致呼吸困難?？諝庵羞^量的臭氧可能引起呼吸問題，如引發(fā)哮喘、降低肺功能、導(dǎo)致肺部疾病等。

由于臭氧特殊的生成機(jī)理，相比城市中心的人群而言，居住在郊區(qū)及工業(yè)區(qū)下風(fēng)向的居民更易暴露在濃度更高的臭氧污染中。處于盆地地形的城市，如墨西哥城、雅典和洛杉磯，臭氧濃度也相對更高。

美國環(huán)保局在實(shí)施當(dāng)前的臭氧標(biāo)準(zhǔn)前，曾對這一標(biāo)準(zhǔn)的成本和健康效益進(jìn)行估算。結(jié)果顯示，實(shí)施新標(biāo)準(zhǔn)的成本為14億美元，但帶來了更為可觀的健康收益：避免160人的過早死亡，避免數(shù)百次的心臟病發(fā)作、入院和急診就診，以及避免大概2.3萬例6歲及以上兒童的急性哮喘。這些公眾健康收益折算成經(jīng)濟(jì)收益高達(dá)29億～59億美元?？梢韵胂笠幌拢绻麑?shí)施世界衛(wèi)生組織的指導(dǎo)值標(biāo)準(zhǔn)，獲得的健康收益將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其實(shí)施成本。

如何更好地治理工業(yè)VOCs？

要因地制宜，摸清污染源的情況，讓治理技術(shù)方面的專家和生產(chǎn)設(shè)施工程師進(jìn)行會商，共同確定最適合的治理技術(shù)。

記者：您是否關(guān)注過中國的臭氧污染問題？從中國生態(tài)環(huán)境部對打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)重點(diǎn)區(qū)域強(qiáng)化督察的情況來看，應(yīng)淘汰燃煤鍋爐拆除不到位、工業(yè)企業(yè)未安裝或不正常運(yùn)行大氣污染防治設(shè)施、VOCs整治不到位等問題存在較多，這些問題會對臭氧的生成產(chǎn)生怎樣的影響？

迪特·施韋拉：關(guān)注過。揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）、氮氧化物（NOx）和一氧化碳（CO）的排放經(jīng)過光化學(xué)反應(yīng)生成臭氧。臭氧前體物的排放對大型城市和工業(yè)區(qū)的下風(fēng)向地區(qū)影響更為嚴(yán)重。在夏季，大城市的強(qiáng)太陽輻射和高溫為臭氧形成提供了便利條件，這種光化學(xué)反應(yīng)過程尤為凸顯。當(dāng)前的一些研究表明，在中國東部的大多數(shù)城市和工業(yè)化地區(qū)，VOCs對臭氧的形成敏感度較高。

遠(yuǎn)距離傳輸也是北京、上海、廣州臭氧濃度高的重要因素。也就是說，城市周邊地區(qū)臭氧前體物的排放，會加劇這些城市的臭氧污染。

記者：治理臭氧污染，控制好前體物VOC和氮氧化物是重點(diǎn)。我們知道，VOC比氮氧化物更復(fù)雜，VOC后面有一個(gè)s，表示VOC有好幾百種。對中國來說，您認(rèn)為現(xiàn)在減排哪些VOC是最佳選擇？

迪特·施韋拉：中國可以參考?xì)W盟（EU）控制VOCs排放的各項(xiàng)法規(guī)。首先，從定義上來說，歐盟將揮發(fā)性有機(jī)化合物定義為在293.15K條件下蒸氣壓大于或等于0.01kPa時(shí)具有揮發(fā)性的有機(jī)化合物。其次，歐盟控制VOCs排放的法規(guī)主要是從原料控制和工業(yè)排放控制兩個(gè)方面入手。例如，歐盟指令（2004/42/CE）限制了某些油漆、清漆以及修補(bǔ)車輛產(chǎn)品中VOCs的總含量。而在歐盟指令（2010/75/EU）中，規(guī)定了使用有機(jī)溶劑工業(yè)活動的VOCs排放限值，包括涉及使用黏合劑的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)、印刷、車輛維修等。

就地方層面的VOCs管控而言，則應(yīng)依據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況。首先應(yīng)該對本地空氣污染的生成過程進(jìn)行研究，確定哪幾種VOCs對當(dāng)?shù)乜諝馕廴居兄匾绊?，進(jìn)而確定本地應(yīng)該優(yōu)先治理哪幾種VOCs。

記者：對于工業(yè)VOC治理，您有哪些建議？

迪特·施韋拉：工業(yè)VOCs排放源多種多樣，包括煉油、汽車制造、工業(yè)涂裝、電子設(shè)備制造、揮發(fā)性有機(jī)液體儲存和運(yùn)輸、玻璃纖維船制造、印刷、涂料制造、工業(yè)黏合劑制造、工業(yè)洗滌溶劑和家用化工生產(chǎn)等。治理工業(yè)VOCs的技術(shù)選擇較多，當(dāng)前比較成熟的技術(shù)包括溶劑回收、熱氧化、催化氧化、生物過濾、低溫冷凝等技術(shù)。

制定治理策略時(shí)，核心是要因地制宜。第一步，就是要摸清污染源的情況，如生產(chǎn)設(shè)施布局、排放源數(shù)量、運(yùn)營安裝成本、每個(gè)排放源的VOCs含量等。然后，要讓治理技術(shù)方面的專家和生產(chǎn)設(shè)施工程師進(jìn)行會商，共同確定最適合的治理技術(shù)。

區(qū)域控制在治理臭氧污染方面尤為重要。基于單個(gè)城市的空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)，難以準(zhǔn)確把握區(qū)域性的臭氧污染問題，也難以制定出有效的控制策略。歐洲和美國在控制臭氧污染上曾走過這樣的彎路，但最終還是轉(zhuǎn)向區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控，才取得了較好的治理效果。

中國如何更好地治理臭氧污染？

建立區(qū)域性的大氣污染物監(jiān)測和數(shù)據(jù)共享機(jī)制，研究區(qū)域臭氧污染的生成和傳輸機(jī)制，再進(jìn)一步明確區(qū)域性的措施和行動。

記者：在做好臭氧前體物防治的同時(shí)，做好臭氧污染預(yù)警也非常重要。歐洲在臭氧污染預(yù)警和治理方面有哪些經(jīng)驗(yàn)？效果如何？

迪特·施韋拉：歐盟規(guī)定了臭氧平均1小時(shí)的信息發(fā)布閾值和預(yù)警閾值，分別為180μg/m3和240μg/m3。所謂信息發(fā)布閾值，是指當(dāng)超過這一閾值時(shí)，存在敏感人群的短期暴露健康風(fēng)險(xiǎn)，這一地區(qū)應(yīng)向社會通報(bào)最新空氣質(zhì)量狀況信息。

而預(yù)警閾值，是指超過這一閾值，短時(shí)間的暴露會對人群帶來健康風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)立即采取措施。當(dāng)臭氧的監(jiān)測或預(yù)測濃度連續(xù)3小時(shí)超過240μg/ m3時(shí)，成員國必須參考?xì)W盟決議（2004/279/EC），制定短期應(yīng)對計(jì)劃。計(jì)劃要考慮本國的地理、氣象和經(jīng)濟(jì)條件，盡力縮短臭氧超標(biāo)的持續(xù)時(shí)間，控制其嚴(yán)重程度和帶來的風(fēng)險(xiǎn)。短期應(yīng)對計(jì)劃需要采取一系列有效措施，涉及機(jī)動車交通、建筑工程、船舶靠港、工廠運(yùn)營或產(chǎn)品使用，以及家庭供暖等。必要時(shí)，也可要求那些會導(dǎo)致臭氧污染加劇的工廠停工。計(jì)劃中也會包括保護(hù)兒童、老人和病患者等敏感人群的具體措施。

短期應(yīng)對計(jì)劃、計(jì)劃可行性的調(diào)查結(jié)果以及實(shí)施信息，都需通過廣播、電視、報(bào)紙或互聯(lián)網(wǎng)告知公眾與相關(guān)組織，包括環(huán)保組織、消費(fèi)者組織、代表敏感人群的組織、相關(guān)醫(yī)療機(jī)構(gòu)及相關(guān)工業(yè)組織等。

通常，臭氧污染短期應(yīng)對計(jì)劃使用預(yù)警閾值作為參考，來啟動不同級別的預(yù)警響應(yīng)。比如在法國，當(dāng)監(jiān)測站實(shí)測或預(yù)測的臭氧每小時(shí)平均濃度連續(xù)3小時(shí)超過300μg/m3時(shí)，啟動二級預(yù)警;當(dāng)實(shí)測或預(yù)測的臭氧每小時(shí)平均濃度超過360μg/m3時(shí)，啟動三級預(yù)警。當(dāng)臭氧濃度持續(xù)上升時(shí)，可以相應(yīng)地采取更嚴(yán)格的措施。

法國很多地區(qū)的短期應(yīng)對計(jì)劃中還專門設(shè)置了警戒閾值，當(dāng)臭氧每小時(shí)平均濃度為150μg/m3時(shí)，政府會發(fā)布信息以提前向民眾和相關(guān)部門發(fā)出提示，從而做好相關(guān)準(zhǔn)備。一份有效的臭氧污染預(yù)警方案應(yīng)包含4個(gè)要素：一是發(fā)布信息，告知社會公眾臭氧濃度已經(jīng)或即將超標(biāo);二是方案中的措施可以減少臭氧前體物的排放;三是方案中的措施能有效降低臭氧濃度;四是這些措施均有法律依據(jù)。

此外，臭氧污染預(yù)警方案也應(yīng)該明確以下幾方面：負(fù)責(zé)啟動、分配和終止減排措施的有關(guān)部門，能減少前體物排放的措施，措施的起始和終止時(shí)間，措施的實(shí)施區(qū)域等。

考慮到預(yù)警方案可能會造成增加地方政府的成本支出，并給公眾帶來不便，所以臭氧污染預(yù)警方案中也應(yīng)說明如何進(jìn)行監(jiān)督和評估（措施的有效性）。

記者：您對中國在臭氧污染治理和預(yù)警方面有哪些建議？

迪特·施韋拉：目前，中國的許多大城市人口密度高、城市距離相近，形成了多個(gè)城市群。這些城市必須以一個(gè)新的視角來應(yīng)對空氣質(zhì)量問題：空氣污染是一個(gè)區(qū)域性問題。單靠一個(gè)城市的單打獨(dú)斗無法有效解決空氣質(zhì)量問題，必須依靠區(qū)域范圍內(nèi)的控制策略。

區(qū)域控制在治理臭氧污染方面尤為重要?；趩蝹€(gè)城市的空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)，難以準(zhǔn)確把握區(qū)域性的臭氧污染問題，也難以制定出有效的控制策略。歐洲和美國在控制臭氧污染上曾走過這樣的彎路，但最終還是轉(zhuǎn)向區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控，才取得了較好的治理效果。中國在臭氧治理方面起步不久，應(yīng)該早做規(guī)劃，建立區(qū)域性的大氣污染物監(jiān)測和數(shù)據(jù)共享機(jī)制，研究區(qū)域臭氧污染的生成和傳輸機(jī)制，再進(jìn)一步制定區(qū)域性的措施和行動。

◎ 來源|中國環(huán)境報(bào)