三個治污總體要求背景下的PM2.5 與臭氧協(xié)同控制建議

張韜ZHANG Tao；魏志強WEI Zhi-qiang；焦國嵩JIAO Guo-song

（山東省青島生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，青島 266003）

0 引言

近些年來，該地區(qū)在大氣污染防治工作上已經(jīng)獲得了較為成熟的發(fā)展成果，尤其是PM2.5的濃度也獲得了非常明顯的降低。但是隨之而來的是，臭氧污染水平逐漸加重，甚至呈現(xiàn)出逐步蔓延的發(fā)展趨勢。PM2.5和臭氧污染是對該地區(qū)空間環(huán)境質(zhì)量帶來惡劣影響的重要因素之一，而在該地區(qū)的十四五規(guī)劃中也明確提出，需要進一步改善該地區(qū)的空氣環(huán)境質(zhì)量，進一步強化PM2.5和臭氧之間的協(xié)同管控。

1 案例概況

“珠三角”PM2.5臭氧污染協(xié)同控制及示范項目是國家重點研究的項目之一，本項目主要研究內(nèi)容如下：PM2.5和臭氧污染的傳輸機制與關(guān)鍵主控因子、VOCs 異常排放區(qū)域追蹤與識別、動態(tài)大數(shù)據(jù)的交通源排放動態(tài)表征、二次污染短期精細化預報與中長期趨勢精確預報。項目研究的根本目的在于希望項目組能夠根據(jù)珠三角地區(qū)空氣質(zhì)量實際需求，探索一條科學合理的臭氧污染防控路徑，實現(xiàn)邊研究邊應用的目的。

2 臭氧和PM2.5 大氣發(fā)展現(xiàn)狀

近些年來，珠三角地區(qū)臭氧濃度逐年增加，同時污染范圍也變得越來越大，對區(qū)域內(nèi)人類和生態(tài)系統(tǒng)帶來了極大的危害，由此臭氧所帶來的污染也引起社會大眾的廣泛關(guān)注。據(jù)報道該地區(qū)現(xiàn)階段臭氧的污染整治模式展開綜合性的全面分析，近些年來該地大企業(yè)臭氧物質(zhì)濃度正在演化為逐漸上升的發(fā)展趨勢，在2020 年臭氧污染的濃度已經(jīng)超出標準（如圖1 所示），雖然該地區(qū)目前在臭氧濃度上已經(jīng)超出標準，但是基于臭氧的污染，仍然以輕度污染為主。

圖1 臭氧污染的濃度分布圖

在該地區(qū)城市環(huán)境污染整治過程中，臭氧濃度不斷增強的原因較為豐富多樣，首先是在臭氧物質(zhì)中，NOx 和VOCs 的排放總量常年無法下降，一直到2020 年為止，在分析該地區(qū)企業(yè)造成污染的眾多因素中，二氧化硫和PM2.5雖然已經(jīng)得到了非常顯著的降低，甚至已經(jīng)下降了百萬噸級，但是其中的NOx 和VOCs 物質(zhì)在排放總量上仍然居高不下，維持在千萬噸級以上，特別是珠江三角洲這一地區(qū)，由于其工業(yè)發(fā)展速度較快，含有NOx 和VOCs 物質(zhì)的產(chǎn)業(yè)相對來說也更為集中，將工業(yè)發(fā)展作為主體的城市中，污染物質(zhì)排放總量占據(jù)全國首位。

3 臭氧和PM2.5 協(xié)同控制存在的問題

3.1 關(guān)鍵前體物VOCs 和NOx 的排放基數(shù)不精

若是臭氧的關(guān)鍵前體物排放技術(shù)不精，則無法對污染源進行科學合理的精準管控。早在2017 年，該地區(qū)就曾啟動大氣重污染成因與治理攻關(guān)項目，展開共計十大污染源排放清單的詳細編制，包括生活源、儲存運輸以及移動源等。但是大多數(shù)城市在污染排放上，主要還是集中在工業(yè)污染源，包括一些較為典型的工業(yè)企業(yè)，這些企業(yè)在工業(yè)污染源排放上不夠精確，而對于其他污染源的排放狀況則不清晰。除此之外，污染源排放清單的發(fā)展和起步時間也非常晚，數(shù)據(jù)代表性也不夠完善，尤其是對于臭氧和PM2.5的二次有機氣溶膠，僅是明確VOCs 的總量，而僅明確VOCs 的總量是明顯不足的，還需要明確應當具備哪些高活性VOCs 的物種，并需要對其進行科學合理的重點管控，以此來真正地實現(xiàn)精準污染治理，科學合理地達成減排這一發(fā)展目標。

3.2 缺少量化的可操作性強的協(xié)同控制方案

關(guān)于臭氧和PM2.5二者之間的協(xié)同管控，由于該地區(qū)起步發(fā)展時間較晚，仍然停留在政策文件的監(jiān)督，以及不斷地探索過程中，還沒有建立出可以量化的協(xié)同治理方案。近些年來，相關(guān)環(huán)保部門一直在關(guān)注污染物的協(xié)同管控，保障前體物的節(jié)能減排，但是基于整體來展開分析，在臭氧和PM2.5的協(xié)同管控方案制定上還存在著很多的缺點和不足有待完善。①基于臭氧和PM2.5的協(xié)同管控目標來進行分析，二者之間的協(xié)調(diào)性明顯不足，大多數(shù)地區(qū)在PM2.5污染明顯降低的過程中，臭氧的污染卻呈現(xiàn)逐年增長的發(fā)展趨勢。②污染物的節(jié)能減排總量在協(xié)同性上明顯不足，其中二氧化硫的減排等都是十分大的，NOx 的減排緊隨其后，但是在VOCs 的減排上還有很大的進步空間。③就是如何保障區(qū)域和行業(yè)之間的協(xié)同減排，暫時還沒有制定出精確的發(fā)展規(guī)劃。因此，基于總體來展開分析，雖然PM2.5和臭氧之間的協(xié)同管控，已經(jīng)在相關(guān)領域達成了共識，但是需要發(fā)展到什么樣的層次，達到什么樣的程度，才能夠?qū)崿F(xiàn)二者之間的協(xié)同管控，仍然沒有建立出可以執(zhí)行的量化指標。以本項目為例，雖然已經(jīng)落實了諸多大氣污染整治措施，但是臭氧濃度不但沒有下降，反而有所增高，通過相關(guān)的研究和分析調(diào)查表明，相較于2012 年2017 年的珠三角地區(qū)，NOx 排放總量下降了四分之一，但是VOCs的排放總量下降卻只有14%。因此有可能NOx 和VOCs之間的減排比例不夠科學合理，也不夠協(xié)調(diào)，這是導致臭氧濃度逐年升高的重要因素之一。

3.3 臭氧和PM2.5 協(xié)同控制機理不清

現(xiàn)階段臭氧和PM2.5兩者之間的協(xié)同管控機制不夠清楚，需要通過科學合理的研究來為其作為支撐。基于臭氧和PM2.5的生成機制來進行分析，臭氧是二次生成的大氣污染物，PM2.5既可以通過一次排放來生成，也可以通過二次污染來生成。因此，臭氧和PM2.5的污染物質(zhì)個別來自同一源頭，個別在不同的源頭形成，前體物復雜多樣，展開二者之間的協(xié)同治理需要協(xié)同機制，還需要展開進一步的探索和研究。基于不同地域和城市來展開分析，2020 年該地區(qū)首次實現(xiàn)了臭氧和PM2.5兩者之間的共同達標，但是長三角和天津地區(qū)臭氧和PM2.5的協(xié)同整治暫時還沒有達到標準，主要是因為區(qū)域內(nèi)環(huán)境污染物的排放結(jié)構(gòu)以及自然條件的差異性。長三角和京津冀地區(qū)在臭氧濃度和PM2.5的變化濃度上有所不同，因此也只有掌握不同大氣污染物在時間、空間上的變化機制，了解到其中存在的內(nèi)在聯(lián)系，才能夠真正的實現(xiàn)精準防控，超越時間和區(qū)域的限制，實現(xiàn)PM2.5和臭氧之間的協(xié)同防治。

3.4 監(jiān)管執(zhí)法能力薄弱

現(xiàn)階段在該地區(qū)的大氣污染監(jiān)管水平上，不同地區(qū)的監(jiān)管執(zhí)法水平參差不齊，執(zhí)法能力也需要實現(xiàn)進一步的改善和提升。經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展和建設，該地區(qū)各級地方的環(huán)境監(jiān)測工作人員對于一氧化碳二氧化硫以及PM2.5這些比較常見的污染物監(jiān)測工作已經(jīng)較為成熟，但是對于VOCs的監(jiān)測，了解程度卻明顯不足。在市場中各種檢測儀器的種類較為豐富多樣，在并沒有建立出清晰明確準則的條件下，對一些不了解狀況的環(huán)境監(jiān)測執(zhí)法人員，無法了解到各類檢測儀器的實用性。除此之外，和VOCs 相關(guān)的行業(yè)大多數(shù)都不是該地區(qū)的傳統(tǒng)工業(yè)，因此很多監(jiān)管執(zhí)法工作人員對于VOCs 的排放節(jié)點以及主要物質(zhì)也沒有清晰地了解，這些客觀因素的存在，也導致該地區(qū)現(xiàn)階段在協(xié)同整治的建設工作和執(zhí)法工作上，無法有序地向前推進。

4 三個治污總體要求背景下的PM2.5 與臭氧協(xié)同控制建議

4.1 建立以PM2.5 和臭氧為核心的多污染物協(xié)同控制戰(zhàn)略

基于該地區(qū)現(xiàn)階段在臭氧上的大氣污染形式，以及對該地區(qū)整體空氣質(zhì)量所帶來的危險和影響，包括對國人帶來的身體健康威脅，以及對生態(tài)系統(tǒng)所帶來的各類潛在威脅，該地區(qū)應該進一步強化對臭氧污染的防治工作關(guān)注和重視，應該建議國家進一步明確PM2.5和臭氧協(xié)同整治的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃，盡快制定出PM2.5和臭氧協(xié)同整治的戰(zhàn)略治理體系。而在十四五的開局之際，也應該將臭氧整治和PM2.5的協(xié)同治理基于頂層設計角度進行統(tǒng)籌規(guī)劃，制定出不同的污染整治對策，確保在PM2.5和臭氧整治工作上能夠?qū)崿F(xiàn)綜合性的治理。

4.2 加強臭氧污染防治相關(guān)基礎能力建設

構(gòu)建出更為科學合理的光化學監(jiān)測網(wǎng)絡，進一步改善關(guān)鍵前體物的全面動態(tài)化實時監(jiān)測，可以針對該地區(qū)現(xiàn)階段臭氧觀測系統(tǒng)進行相應的調(diào)整，在其中增設對應的前體物監(jiān)測功能，進一步強化該地區(qū)鄉(xiāng)村地區(qū)、農(nóng)業(yè)地區(qū)、林業(yè)地區(qū)的前體物觀測力度，構(gòu)建出集合性的監(jiān)測點，構(gòu)建城市點位的綜合性觀測地點，其中包括氣象、化學的監(jiān)測，以及不同城市地區(qū)的背景監(jiān)測，為臭氧和PM2.5的協(xié)同整治以及污染物的綜合性治理，提供強有力的科學數(shù)據(jù)信息，保障其評估的精準性，并進一步強化糧食生產(chǎn)地區(qū)的大氣臭氧監(jiān)測執(zhí)行力度，制定針對性的預警體系，掌握農(nóng)作物的實際暴露情況，以此來確保該地區(qū)糧食生產(chǎn)安全性，為臭氧和PM2.5的協(xié)同整治，以及相關(guān)的大氣污染控制制定出針對性地解決策略，保障其數(shù)據(jù)信息的精準性，并展開臭氧和PM2.5的垂直化監(jiān)測，以此來獲得臭氧濃度這些至關(guān)重要的數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建出臭氧探空觀測業(yè)務體系和變化動態(tài)趨勢，并通過對應的模式驗證，進一步改善在臭氧濃度上升的監(jiān)測水平，獲得必要的數(shù)據(jù)信息。

4.3 加強NOx 與VOCs 的協(xié)同控制

應該對該地區(qū)的臭氧和PM2.5的協(xié)同整治效果展開綜合性的評估并加以研究，進一步明確臭氧前體物排放標準和總量，對重點的污染排放區(qū)域和排放行業(yè)制定出科學合理的政策和措施，保障NOx 和VOCs 協(xié)同整治的排放治理措施，進一步強化不同排放物的特征研究以及排放因子研究分析，對重點排放物，如二氧化氮、一氧化氮等進行全方位的綜合監(jiān)管，進一步強化NOx 和VOCs 的排放清單的精細化編制，構(gòu)建出覆蓋面更為廣泛，物種更為豐富多樣，同時精確度全面提升的國家綜合性污染物排放清單，使得臭氧和PM2.5的排放總量能夠真正的實現(xiàn)下降，從傳統(tǒng)的總量減排逐步走向活性減排的發(fā)展之路。

4.4 強化臭氧污染區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控

依照臭氧的具體形成地域特征以及在傳輸率上的特點，制定出該地區(qū)臭氧污染防治的重點防控區(qū)域，保障其規(guī)劃制定的科學合理性，對于不同的地區(qū)臭氧污染物形成現(xiàn)狀分布的具體特點，以及當前地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)性質(zhì)，制定出不同地區(qū)的階段性臭氧污染整治目標和長期的戰(zhàn)略規(guī)劃發(fā)展目標，構(gòu)建出更為科學合理的臭氧前體物綜合整治方案。對于影響較為密集的重點管控區(qū)來說，還可以根據(jù)臭氧實驗（如圖2 所示），制定出基于地區(qū)層次的臭氧綜合整治行動方案，進一步降低區(qū)域范圍內(nèi)臭氧所帶來的大氣污染。

圖2 臭氧實驗系統(tǒng)流程圖

4.5 推動PM2.5 與臭氧污染防治科學研究

綜合該地區(qū)現(xiàn)階段在大氣污染整治工作上的發(fā)展現(xiàn)狀來進行分析，該地區(qū)對臭氧的具體形成因素，防治技術(shù)，前體物排放清單的編制，臭氧和PM2.5之間的內(nèi)在聯(lián)系，在科學研究上相較于西方發(fā)達國家來說，還是較為薄弱的。因此應該進一步強化關(guān)于二者協(xié)同整治的科學研究，進一步了解PM2.5和臭氧復合污染構(gòu)成的具體內(nèi)在機理，以及形成這種大氣污染的氣象因素，明確PM2.5和臭氧復合污染構(gòu)成的主要因子以及外界環(huán)境所帶來的影響因素，明確對不同地域的PM2.5和臭氧復合污染形成機制，并對其展開定量分析，對兩者協(xié)同控制的趨勢進行科學合理的預測和評估，為制定出更為有效的兩者之間協(xié)同管控方案提供強有力的數(shù)據(jù)參照。

4.6 強基層監(jiān)管執(zhí)法能力，提高監(jiān)管效能

進一步強化基層在大氣污染整治上的執(zhí)法能力，保障其監(jiān)督管理效能的全面發(fā)揮，對于一些石油化工企業(yè)、工業(yè)企業(yè)、制造業(yè)印刷企業(yè)來說，在展開NOx 和VOCs 的綜合整治之后，需要在企業(yè)內(nèi)安裝污染源的監(jiān)測設備，同時和該地區(qū)相關(guān)的環(huán)境污染整治部門直接聯(lián)網(wǎng)。而對于一些重要的工業(yè)企業(yè)來說，也應該在其中安裝對應的NOx 和VOCs 預測報警裝置，在一些重點的產(chǎn)業(yè)集群和生態(tài)園區(qū)中，構(gòu)建出大氣污染物的實時監(jiān)控設備，同時也可以運用可移動監(jiān)測設備來對其展開定時或不定時的抽查點測。除此之外，需要進一步強化該地區(qū)市級和縣級以上的環(huán)境污染整治執(zhí)法設備建設，依照上級執(zhí)法能力依照行業(yè)的具體特征，以及該地區(qū)相關(guān)部門在環(huán)境整治上的具體整治需求，配置更為優(yōu)質(zhì)的執(zhí)法監(jiān)督設備，并將執(zhí)法監(jiān)督管控能力的進一步健全，劃入到該地區(qū)十四五規(guī)劃中的生態(tài)保護工作中去。

5 PM2.5 與臭氧協(xié)同控制效益分析

值得一提的是，該地區(qū)PM2.5與臭氧協(xié)同控制喜憂參半，經(jīng)過各部門的共同努力，該地區(qū)第一季度連續(xù)3 個月空氣優(yōu)良，PM2.5同比下降了15.2%，但4-6 月份臭氧濃度依然最高，共超標7 天，成為了影響全市空氣質(zhì)量優(yōu)良的重要因素之一。為此，藍天辦在機制體制上進行創(chuàng)新，通過建立以PM2.5和臭氧為核心的多污染物協(xié)同控制戰(zhàn)略、加強臭氧污染防治相關(guān)基礎能力建設、加強NOx 與VOCs 的協(xié)同控制、強化臭氧污染區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控、推動PM2.5與臭氧污染防治科學研究、強化基層監(jiān)管執(zhí)法能力，提高監(jiān)管效能等的措施遏制臭氧季節(jié)性污染，全面打贏了藍天保衛(wèi)戰(zhàn)。

6 結(jié)語

綜上所述，依照國家十四五規(guī)劃在生態(tài)環(huán)境保護的具體需求，以及該地區(qū)現(xiàn)階段在大氣污染整治上的實際情況，該地區(qū)在臭氧和PM2.5的協(xié)同控制工作上還有很大的進步空間，同時也在面臨著來自時代的眾多挑戰(zhàn)和機遇。因此該地區(qū)需要進入國家層次，制定出與臭氧和PM2.5二者協(xié)同整治的相關(guān)戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃，對各個地區(qū)的聯(lián)控整治機制等進行進一步地建立健全，明確關(guān)鍵前體物NOx 和VOCs 的排放基礎清單，構(gòu)建出二者之間協(xié)同管控的量化方案。