藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)背景下的臭氧治理研究

林 暉

（1 廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院 廣東佛山 528216 2 廣東環(huán)院環(huán)境工程有限公司 廣東廣州 510665）

引言

根據(jù)2020 年6 月，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《2019 年中國(guó)生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》公布的數(shù)據(jù)顯示，全國(guó)337 個(gè)地級(jí)以上城市中，以臭氧為首要污染物的超標(biāo)天數(shù)占總超標(biāo)天數(shù)的41.7%。這337個(gè)城市累計(jì)發(fā)生嚴(yán)重污染452 天，其中以臭氧為首要污染物的天數(shù)占重度及以上污染天數(shù)為2%。與2018 年度相比，六項(xiàng)大氣污染物指標(biāo)中，唯獨(dú)臭氧濃度上升。因此，臭氧污染問(wèn)題日益受到人們的重視，成為“十四五”時(shí)期大氣環(huán)境污染治理的重點(diǎn)。

1 臭氧污染現(xiàn)狀

從生態(tài)環(huán)境部公布的數(shù)據(jù)顯示，在全國(guó)主要城市中，臭氧已經(jīng)成為許多城市的首要污染超標(biāo)因子[1]。在長(zhǎng)三角、京津冀及周邊區(qū)域等，占全國(guó)地級(jí)及以上城市總數(shù)約三成的城市中，6-9 月臭氧污染超標(biāo)的天數(shù)，占全國(guó)總超標(biāo)天數(shù)的70%左右。

雖然大多數(shù)城市的臭氧超標(biāo)以輕度污染為主，但臭氧重度污染的天數(shù)亦出現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。根據(jù)生態(tài)環(huán)境部公布的數(shù)據(jù)顯示，在337 個(gè)城市中的臭氧日最大8 小時(shí)平均濃度超標(biāo)率為7.9%，而超標(biāo)中輕度污染占到了88.6%。在長(zhǎng)三角、珠三角、京津冀等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市，臭氧超標(biāo)的天數(shù)分別達(dá)89.7%、85%、79.8%，雖然超標(biāo)天數(shù)中的臭氧污染主要為輕度污染，但與2015年相比，中度及重度污染占比出現(xiàn)較大幅度上升。從2016 年起，臭氧已經(jīng)成為上海、北京等大城市的主要污染物，臭氧污染的天數(shù)超過(guò)了60 多天。2019 年，長(zhǎng)三角地區(qū)主要城市中，臭氧污染物成為唯一一個(gè)不降反升的污染物。每年的6-10 月是各個(gè)主要城市中臭氧污染的高發(fā)期。臭氧污染成因復(fù)雜、多樣，加之，臭氧監(jiān)測(cè)處于起步階段，更是加大了臭氧污染的處理難度。

2 臭氧污染危害

臭氧是一種刺激性氣味、淺藍(lán)色的氣體，具有很強(qiáng)的氧化性特點(diǎn)。在常溫常壓情況下，臭氧具有較差的穩(wěn)定性，在含量較少時(shí)，讓人感受到“清新”味道，隨著空氣中臭氧含量濃度的逐漸增加，表現(xiàn)出刺激性氣味[2]。由于臭氧污染更具隱蔽性，使得普通市民對(duì)于臭氧污染危害“不知不覺(jué)”，思想上忽視了臭氧污染危害的重視。根據(jù)相關(guān)報(bào)道，臭氧污染不僅對(duì)生態(tài)環(huán)境，而且還會(huì)對(duì)人身等都具有較強(qiáng)的危害性。臭氧污染突出表現(xiàn)在：

2.1 破壞環(huán)境

臭氧對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞和影響是多方面的，不僅會(huì)影響到大氣環(huán)境，也會(huì)給土壤生態(tài)帶來(lái)破壞。臭氧含量超標(biāo)會(huì)破壞土壤中的營(yíng)養(yǎng)物含量，降低土壤營(yíng)養(yǎng)物含量，影響土壤中的農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)，降低農(nóng)作物收成。當(dāng)大氣環(huán)境中臭氧污染物含量超標(biāo)，達(dá)到中重度污染時(shí)，就會(huì)極大地影響到綠色植物的光合作用，降低綠色植物中葉綠素含量，導(dǎo)致綠色植物葉片發(fā)黃、枯萎。針對(duì)農(nóng)作物而言，臭氧超標(biāo)會(huì)影響農(nóng)作物光合作用效率，從而影響農(nóng)作物的產(chǎn)量。有研究表明，當(dāng)臭氧濃度達(dá)50ppb，全國(guó)冬小麥減產(chǎn)量將會(huì)達(dá)420 萬(wàn)噸，大豆減產(chǎn)90 萬(wàn)噸。此外，一旦植物光合作用減弱，農(nóng)作物所產(chǎn)生的氧氣也會(huì)顯著降低，從而破壞生態(tài)環(huán)境的平衡性。

2.2 傷害身體

臭氧污染破壞人的肌體主要表現(xiàn)在四個(gè)方面：首先，臭氧會(huì)破壞人的呼吸道系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)環(huán)境中的臭氧污染物濃度達(dá)到0.01-0.02mg/L，就會(huì)使人感覺(jué)輕微頭暈；當(dāng)環(huán)境中的臭氧達(dá)到1mg/L 時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)明顯心悸、胸悶、呼吸急促等不適癥狀[3]。其次，臭氧會(huì)損傷人的皮膚?？諝庵谐粞鯘舛鹊牟粩嘣黾?，會(huì)造成無(wú)法逆轉(zhuǎn)的皮膚傷害，破壞皮膚中的維生素E，加速代謝，引起皮膚衰老。此外，大氣中的臭氧含量超標(biāo)還會(huì)影響視力，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)導(dǎo)致失明。再次，臭氧污染損壞人體血液循環(huán)組織功能。當(dāng)大氣中臭氧濃度含量不斷升高，會(huì)導(dǎo)致血液缺氧，損害人體甲狀腺功能，甚至骨骼軟化、誘發(fā)癌變。

2.3 影響生活

臭氧具有很強(qiáng)的氧化性，能夠與多種有機(jī)化合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而影響到居民的日常生活。例如，大氣中的臭氧含量濃度增加，會(huì)加劇汽車輪胎老化、顏色褪色、建筑物加速老化。

3 臭氧污染特點(diǎn)

與大氣、水、土壤等污染相比，臭氧污染具有很強(qiáng)的隱蔽性，在時(shí)間、空間方面都展現(xiàn)出明顯的特點(diǎn)。

3.1 時(shí)間特點(diǎn)

在近地面區(qū)域，大氣污染中的臭氧含量與溫度存在著較為顯著的線性關(guān)系，故在溫度的直接影響下，大氣環(huán)境中的臭氧污染物濃度有著季節(jié)性變化特點(diǎn)，即，大氣環(huán)境中的臭氧污染物存在較為明顯的時(shí)間特點(diǎn)。具體而言，夏季溫度較高，大氣環(huán)境中的臭氧污染物濃度達(dá)到最高值，冬季溫度較低，大氣環(huán)境中的臭氧污染物濃度較低。從月份來(lái)看，一年中的六、七月份的溫度較高，隨之而來(lái)的是大氣中的臭氧污染物濃度含量較高。與之相應(yīng)的是，在每年的12 月、1 月份溫度較低時(shí)，大氣中的臭氧污染物濃度較低。在一天的時(shí)間中，每日的13 點(diǎn)-15 點(diǎn)往往也是大氣中臭氧含量濃度值最高的時(shí)間段，而在清晨或深夜時(shí)分，是一天中臭氧含量濃度最低的時(shí)候。

3.2 空間特征

大氣環(huán)境中臭氧污染物濃度也會(huì)隨著空間的變化而變化，具有較為明顯的地域特征。從地域劃分來(lái)看，南方地區(qū)大氣中的臭氧濃度較高，長(zhǎng)三角、珠三角等工業(yè)企業(yè)密集、車輛眾多，由于工業(yè)污染、較大機(jī)動(dòng)車輛保有量的情況存在，大量VOCs 氣體及機(jī)動(dòng)車尾氣等污染物排放到大氣中，加劇了大氣環(huán)境中的臭氧污染，使臭氧污染物濃度含量持續(xù)上升。西部等經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，由于人口密度低、機(jī)動(dòng)車保有量少工業(yè)企業(yè)數(shù)量較少、植被覆蓋率高等特點(diǎn)，使得這一區(qū)域大氣中的臭氧污染物濃度含量較低。

3.3 防治難度大

一方面，臭氧產(chǎn)生的前體物為揮發(fā)性有機(jī)物、氮氧化物，理論上，處理好這些前體物便可有效降低大氣中臭氧的含量。但是這些前體物控制難度大，即便是降低單一前體物也難以減少大氣污染物中臭氧含量及其濃度[4]。另一方面，臭氧污染物的前體物監(jiān)測(cè)難度大，對(duì)其理論認(rèn)知及研究尚處于起步環(huán)節(jié)，加大了后期臭氧污染物治理難度?？偠灾髿獬粞跷廴疚锓乐坞y度大的主要原因?yàn)椋罕O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確、臭氧產(chǎn)生源頭前體物排放控制難度大，氮氧化物及VOCs 同時(shí)發(fā)生便可生成臭氧。因此，需要同時(shí)控制VOCs 及氮氧化物，才可有效控制大氣中的臭氧污染物的產(chǎn)生。

4 臭氧污染防治措施

“十四五”時(shí)期，要高度重視臭氧污染及PM2.5 協(xié)同治理，切實(shí)采取有效措施降低PM2.5 濃度，有力遏制臭氧污染物上升趨勢(shì)，堅(jiān)決打贏“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”。針對(duì)臭氧污染物特征，以及“十四五”時(shí)期環(huán)保規(guī)劃要求，做好臭氧污染防治需要從制度設(shè)計(jì)、協(xié)同監(jiān)測(cè)，以及跨區(qū)域合作等方面，綜合施策。

4.1 做好頂層制度設(shè)計(jì)

首先，應(yīng)將臭氧污染物前體物納入減排體系。重點(diǎn)是要將VOCs、氮氧化物等臭氧前體物納入國(guó)家“十四五”節(jié)能減排控制指標(biāo)體系中，從而做好總量排放控制。其次，做好臭氧污染防治監(jiān)督檢查。生態(tài)環(huán)境部要聯(lián)合各級(jí)環(huán)保機(jī)構(gòu)，在臭氧污染較重的時(shí)段、區(qū)域聯(lián)合開(kāi)展執(zhí)法檢查工作，指導(dǎo)夏季、長(zhǎng)三角、珠三角等發(fā)達(dá)區(qū)域臭氧污染防治工作。再次，建立區(qū)域行業(yè)防治目錄。緊盯重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)行業(yè)，建立臭氧污染防治臺(tái)賬，通過(guò)重點(diǎn)行業(yè)目錄的建立，樹(shù)立全區(qū)域、全領(lǐng)域一盤棋，統(tǒng)籌推進(jìn)臭氧污染防治走深走實(shí)。

4.2 做好臭氧協(xié)同監(jiān)測(cè)

要做好不同區(qū)域臭氧形成機(jī)制的監(jiān)測(cè)，搞清楚不同區(qū)域、不同領(lǐng)域內(nèi)臭氧形成機(jī)制及其前體物的變化趨勢(shì)，為構(gòu)建動(dòng)態(tài)臭氧污染監(jiān)測(cè)體系提供詳細(xì)資料。具體而言，可建立臭氧污染監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)[5]。如，借助全國(guó)空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)發(fā)布系統(tǒng)及時(shí)做好空氣污染監(jiān)測(cè)及相關(guān)監(jiān)測(cè)信息發(fā)布，發(fā)揮大氣污染防治預(yù)警指導(dǎo)功能。建立不同區(qū)域、不同部門之間相互協(xié)作關(guān)系，做好大氣環(huán)境質(zhì)量預(yù)警、預(yù)報(bào)協(xié)作配合，數(shù)據(jù)信息共享，從而為相關(guān)部門提供及時(shí)、準(zhǔn)確的臭氧污染數(shù)據(jù)信息，為相關(guān)部門及時(shí)采取有效措施防治臭氧污染提供第一手?jǐn)?shù)據(jù)信息。

4.3 控制臭氧前體物排放

從臭氧污染特征分析來(lái)看，做好臭氧產(chǎn)生的前體物污染控制是防治臭氧污染能否取得成功的關(guān)鍵所在。由于近地面的臭氧污染主要與揮發(fā)性有機(jī)物及氮氧化物密切相關(guān)，這些前體物與紫外線光合作用而產(chǎn)生臭氧污染物。因此，從源頭做好前體物排放減量，加強(qiáng)前體物產(chǎn)生重點(diǎn)行業(yè)、領(lǐng)域及地區(qū)監(jiān)管，鼓勵(lì)企業(yè)做好轉(zhuǎn)型升級(jí)和技術(shù)改造力度，加快推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化，最大限度地降低前體物產(chǎn)生量。

4.4 構(gòu)建跨區(qū)域治理體系

臭氧污染物產(chǎn)生具有明顯的區(qū)域性特點(diǎn)，需要構(gòu)建跨區(qū)域臭氧污染治理體系，重點(diǎn)是要做好揮發(fā)性有機(jī)物、氮氧化物等流動(dòng)性較強(qiáng)的前體物的污染防治，建立跨區(qū)域臭氧污染防治協(xié)同體系，集中各自優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮協(xié)同作戰(zhàn)，如建立珠三角、長(zhǎng)三角、京津冀等臭氧污染防治協(xié)同機(jī)制，構(gòu)建統(tǒng)一臭氧污染治理體系，實(shí)現(xiàn)臭氧污染防治數(shù)據(jù)共享，最大限度地實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域治理的目的。

結(jié)語(yǔ)

隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，以及營(yíng)造良好生活環(huán)境的現(xiàn)實(shí)需要，臭氧污染問(wèn)題日益受到人們的重視，成為“十四五”時(shí)期大氣環(huán)境污染治理的重點(diǎn)。做好臭氧污染防治，打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，需要立足臭氧污染特點(diǎn)，充分認(rèn)識(shí)到臭氧污染的現(xiàn)實(shí)危害，采取有力措施，發(fā)揮協(xié)同綜合作戰(zhàn)，堅(jiān)決打贏“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”，為建設(shè)美麗中國(guó)提供有力支持。