大氣中臭氧的存在形式及治理對策

山西省沁水環(huán)境監(jiān)測站 山西 沁水 048200

引言

從2012年開始,中國空氣質(zhì)量標(biāo)準擴大監(jiān)測范圍,將O3納入其中,O3標(biāo)準排放量為:日8h平均最高濃度為160g/m3,排放標(biāo)準與發(fā)達國家標(biāo)準相差無幾。近年來,由于空氣中O3含量的持續(xù)增加,政府部門加強治理,不斷提出新的應(yīng)對措施。

一、大氣中臭氧的存在形式

O3是無形的,既看不見又摸不到,因此,它被稱為空氣中的隱形殺手,它對環(huán)境的危害主要與以下兩個方面有關(guān),一是環(huán)境空氣中O3的濃度,二是生物接觸O3的時間。它很容易與生物組織產(chǎn)生反應(yīng),進而對生物體帶來負面影響。例如,它損害人的視覺系統(tǒng),引起呼吸系統(tǒng)感染,損害肌肉細胞的活動能力,引起神經(jīng)毒性,誘發(fā)細胞染色體變異,破壞人體的正常免疫功能[2]。對于患有呼吸道疾病的人來說,即使暴露在濃度很低的O3環(huán)境空氣中,他們也會受到明顯的傷害。O3不僅危害對人體生理功能,還會對植物和農(nóng)作物產(chǎn)生負面影響。O3可以引起的酸雨,大大降低植物的成活的概率,還會減少農(nóng)作物的產(chǎn)量。

二、臭氧污染的成因及特征

(一)臭氧污染的形成原因。引發(fā)O3污染的因素有很多,罪魁禍首是化石燃料的燃燒產(chǎn)物和工業(yè)企業(yè)排放的碳氫化合物、氮氧化物、一氧化碳等污染氣體構(gòu)成。當(dāng)遇到強烈的陽光和紫外線,這些污染物會吸收太陽光的能量,因此,原有的化學(xué)鍵被破壞,進行光化學(xué)反應(yīng),生成O3以及其他的二次污染物。一般來說,光化煙霧是由一次污染物和二次污染物混合而成的,因此,O3是光化學(xué)煙霧的罪魁禍首。

目前,我國大氣O3污染主要指的是地表層10～100米范圍內(nèi)的O3超出標(biāo)準規(guī)定,幾乎都是人類活動引發(fā)的,比如:加油站、石化企業(yè)和機動車排放的有毒廢氣在強烈的光照情況下,這些氣體會發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生二次污染物。大氣中的氧化性隨O3濃度增加而增加。環(huán)境空氣中的一些氣體污染物(氮氧化物和硫氧化物)極不穩(wěn)定,經(jīng)反應(yīng)會形成成顆粒物質(zhì)(硝酸鹽和硫酸鹽)。

(二)臭氧污染的特征。地表層O3污染與空氣的溫度和濕度密切關(guān)聯(lián),隨其變化而變化,通常情況下,如果溫度較高,相對濕度較低,臭氧污染的可能性較高。從四季來看,O3污染多發(fā)生在夏秋兩季,該季度的日照較強(6－9月);以單日來說,午后時段(13:00－16:00),O3極易超過標(biāo)準規(guī)定。天平狀況也是影響O3的一個關(guān)鍵因素,會使其發(fā)生波動性變化,在晴天時,O3的濃度相對較高,在陰天或雨天時相對較低。另外,打雷或閃電天氣下會產(chǎn)生O3,一部分O3會從平流層被輸送到到地表層。不同地區(qū)的O3污染程度也不相同。在北方的一些城市,O3污染集中在6月;而在南方的一些城市,O3污染大多集中在5月、6月以及10月;在西部的一些城市,O3污染現(xiàn)象沒有明顯的規(guī)律可循。即使在同一地區(qū),城市工業(yè)區(qū)附近的O3濃度明顯高于市中心。此外,不同區(qū)域污染源排放情況也會影響O3污染。

總而言之,O3濃度不僅與氣候和天氣條件密切相關(guān),而且容易隨氮氧化物(NOx)和揮發(fā)性有機化合物(VOCs)的排放比例而發(fā)生波動。

三、臭氧污染的治理對策

(一)控制工業(yè)企業(yè)廢氣中污染物排放?？諝庵械牡趸锖土蜓趸镏饕侨紵汉褪偷然剂先紵a(chǎn)生的廢氣。因此,有必要改善和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu),加強對燃煤鍋爐、火電廠等脫硫脫硝設(shè)施的建設(shè),加快鍋爐清潔能源工程的改造進度,確保鍋爐能夠?qū)崿F(xiàn)超低排放。

對機動車尾氣、大型餐飲業(yè)排放等揮發(fā)性有機化合物是關(guān)鍵的前體物,可以造成臭氧污染,對二次PM．5的生成起到促進。要想有效地減少大氣環(huán)境中可吸入顆粒物,降低臭氧的濃度,控制揮發(fā)性有機化合物的排放至關(guān)重要。加強對企業(yè)的鼓勵,使其自行實施監(jiān)視檢測揮發(fā)性有機化合物工作。加大對污染源頭和污染過程的控制力度,鼓勵揮發(fā)性有機化合物的回收,并優(yōu)先鼓勵在生產(chǎn)系統(tǒng)中的再利用。具體的來說對于汽車尾氣的控制,一方面政府要鼓勵新能源汽車的生產(chǎn),另一方面還要對傳統(tǒng)汽車尾氣凈化技術(shù)進行完善,從而減少臭氧的排放;針對大型餐飲業(yè)排放臭氧,可以設(shè)計新型復(fù)合油煙機凈化器,在源頭上掐斷臭氧的排放,另外加強甲鈷胺,提升違法成本,勒令不符合要求的餐飲企業(yè)整改后開業(yè);對于城建噴漆、涂料則可以用油漆除味劑,采用植物液氣相反應(yīng)的方法將有機廢氣成分除去,從而能夠滿足排放的需求。

(二)加強區(qū)域聯(lián)合控制。取得藍天保衛(wèi)戰(zhàn)的勝利,區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控機制是關(guān)鍵環(huán)節(jié),空氣凈化程度與其息息相關(guān)。在當(dāng)?shù)睾蛥^(qū)域大氣環(huán)流的驅(qū)動下,逆風(fēng)城市產(chǎn)生的臭氧前體和臭氧將被輸送到順風(fēng)城市,從而使順風(fēng)城市的臭氧濃度大大增加。因此,有必要對區(qū)域空氣污染采取聯(lián)合防治措施,嚴格掌握聯(lián)合管理,共同減少各類排氣污染物,避免污染物發(fā)生遷移和疊加,從而造成更嚴重的區(qū)域污染。

(三)建立應(yīng)急減排措施。探索污染物排放過程管理,提高高污染季節(jié)重點行業(yè)揮發(fā)性有機化合物和氮氧化物的排放標(biāo)準,并在許可證中明確劃定季度的排放標(biāo)準,從而科學(xué)合理的安排企業(yè)的生產(chǎn)工作。石油、化工、工業(yè)漆、家具制造等重點揮發(fā)性有機化合物排放企業(yè)。結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)特點,他們將實行有限生產(chǎn)、間歇生產(chǎn)或停止生產(chǎn),從而確保揮發(fā)性有機化合物的排放大大減少。城市地區(qū)的大型商業(yè)場所和建筑物將在不同時間被噴灑和停止。加大監(jiān)督和檢查力度,有利于保證企業(yè)污染治理設(shè)施的正常工作和使用。

四、結(jié)語

綜上所述,環(huán)境空氣中的臭氧污染越來越嚴重,有很多因素可以引發(fā)臭氧污染,同時,臭氧污染本身對生物和環(huán)境造成很大的破壞。因此,防治臭氧污染應(yīng)把防治工作放在首位,強化人們的環(huán)保觀念,認識到臭氧污染的危害,從自身做起,積極主動的投入到臭氧污染防治工作中。