国内外臭氧污染防治方法及其对南京的启示

2017-04-25杨峰刘春蕾李洁郑新梅

安徽农学通报 2017年2期

杨峰+刘春蕾+李洁+郑新梅

摘要：臭氧逐渐成为影响南京市环境空气质量的首要污染物。分析认为大量的NOx及VOCs等污染物排放量、不利的气象条件及显著的区域污染特征是造成臭氧污染的3种主要原因。在研究梳理国内外相关国家和城市臭氧污染防治方法的基础上，立足南京市自身产业结构和污染特征，着重在健全法制保障、优化产业结构、强化VOCs污染防治、推进移动源污染控制、推进重点行业NOx减排、加强基础工作研究、深化区域联防联控等7个方面获得重要启示，以期强化未来南京市臭氧污染防治，改善大气环境质量。

关键词：臭氧；污染；启示；南京

中图分类号 X51 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）02-03-0054-04

Abstract：Ozone has gradually become the primary pollutant of affecting atmospheric environment quality in Nanjing. It is analyzed that large discharge of NOx and VOCs pollutants，bad weather condition and significant regional pollution characteristics are the three main reasons. Based on the research of relevant national and urban methods on ozone pollution prevention and control at home and abroad，considering Nanjing itselves' industry structure and pollution characteristics，seven aspects experiences are obtained in order to strengthen the treatment of ozone pollution and improve the atmospheric environment quality；it mainly includes sounding legal protection，optimizing the industrial structure，intensifying the prevention and control of VOCs pollution，improving the prevention and control of moving sources，improving NOx reduction in key industries，as well as strengthening basic work research and deepening regional joint defense.

Key words：Ozone；Pollution；Inspiration；Nanjing

近年來，南京市臭氧（O3）超标问题日益凸显。据统计[1-3]，自2013年环境空气质量采用新标准评价以来，除2013年南京市O3浓度达标外（O3评价取日最大8h值第90百分位数），2014和2015年O3评价值分别为204μg/m3和175μg/m3，分别超标0.28倍和0.09倍。南京市O3污染天数逐年上升，2013至2015年O3污染天数分别为13d、42d和48d。在PM2.5浓度持续下降 [4]、环境空气质量状况总体稳中趋好的情况下[5-7]，O3已超越PM2.5成为影响南京市环境空气质量的首要污染物。资料显示[8-13]，国内外不同国家或城市也曾遭受或正在遭受O3污染，实践过程中积累了一定的经验值得借鉴。本文利用前期研究成果，以南京市近年来O3污染为背景，通过研究梳理国内外相关国家或城市的O3污染防治对策，立足南京市自身产业结构和环境污染特征，初步探讨了相关治理经验对南京市防治O3污染的启示，以期为南京市O3污染防治提供理论支持。

1 南京市臭氧污染原因

2015年南京市建成区空气质量达标235d，达标率为64.4%，同比2014年上升12.3个百分点。但在污染天统计中，首要污染物排名依次为O3、PM2.5、NO2和PM10，对应比率依次为47.10%、43.10%、5.90%和3.90%。O3污染的影响突出表现在空气优良率方面。对比南京市与江苏省内其他12城市空气优良率发现，南京市空气优良率在省内排列倒数第3位，处于较差水平，而同时期南京市PM2.5浓度降幅据省内城市第一位[4]，排名第四。空气质量优良率之所以处于较差水平，主要与O3超标相对省内其他城市较多有关。

究其原因，主要有以下3个方面：一是本地污染排放量大。南京市大气污染物排放的NOx和VOCs等污染物为O3生成提供了重要的前体物。有研究表明，1分子 NOx从排放到去除期间可以生成7.5分子O3[14]；人为源VOCs排放对O3生成具有重要影响[15-16]。南京市是全国重化工基地之一，电力、钢铁、水泥等行业NOx排放总量较大，石化行业VOCs排放较高，所以易导致O3生成。此外，机动车数量的快速增长也增加了NOx和VOCs的排放，生活面源如加油站油气挥发、印刷、涂料、溶剂等污染排放对O3生成的贡献也不容小觑。二是气象条件相对不利[17]。南京O3超标主要集中在春、夏两季。气压、紫外辐射强度、气温及风向均在春夏两季对O3浓度影响显著。这是因为：春季冷空气活动及强度逐渐减弱，辐射增强，气温升高，易于O3生成、累积，形成超标；夏季受副热带高压系统影响，盛行下沉气流，天气晴热高温，光照时间长，且紫外辐射强烈，光化学反应条件充分，易造成午后O3浓度高值及超标现象。三是南京O3污染呈明显区域性特征。研究表明[18-19]，京津冀、长三角和珠三角等重点区域O3在3-10月均出现不同程度超标。长三角是我国东部经济发达地区，其石化、电力及交通等行业较为发达，造成区域内NOx和VOCs排放总量大，长三角区域O3常会出现多个城市同步超标等状况，区域污染特征明显。

2 国内外臭氧污染防治做法及成效

2.1 国外

2.1.1 美国

2.1.1.1 严格设定、更新空气质量标准 EPA制定了针对包括O3在内的6大普遍污染物的“国家环境空气质量标准”，每5a进行评估并决定是否对这些标准进行更新。2015年10月最新的O3标准要求平均户外O38h的浓度最大值不超过70ppb。

2.1.1.2 重视VOCs防治管控 1990年CAAA明确提出分“两步骤”对VOCs进行控制。首先控制汽车排放的VOCs、NOX，然后控制工业VOCs，同时，根据大气中的O3浓度采取地区O3分级控制措施，要求O3浓度不合格的地区递交15%VOCs削减计划。在这些控制措施的共同作用下，美国1990—2005年VOCs的減排量高达到55%。1990年，CAAA规定石化和化工企业必须实施LDAR，该规定实施后，石化和化工企业的VOCs排放量分别降低了63%和56%。

2.1.1.3 分区域协同管理美国目前采取区域环境管理框架，打破州的界限，依据地理和社会经济，将全国划分成10个大的地理区域，设立区域办公室进行统一管理。环保机构有权进行立法、执法、处罚，并通过强制执行手段和监控、技术改进等相结合的方式协调开展工作。

2.1.2 欧盟

2.1.2.1 加强地面O3污染监测欧盟环保局在欧洲大陆设立了586个地面O3监测站，分布在农村、城乡接合部和城市市区，并加强了对形成O3前体物质排放量的统计和监测。

2.1.2.2 注重区域联防联控，数据共享欧盟立法规定，欧盟各成员国必须每年向欧盟环保局报告O3前体物质的排放量，并确保上述污染物的排放量不超过欧盟确定的目标值。每年10月31日前，欧盟成员国还得把夏天的O3污染情况进行汇总统一通报，以预测这些数值长期以来对人类健康的影响。

2.1.2.3 英国O3防控方案具有参考性英国最开始是对能源结构进行调整，之后又采取多种手段加强机动车污染防治。如1956年关闭伦敦市内所有燃煤电厂，同时在一些地方建立无烟区；1993年要求新车必须安装尾气净化装置等。此外，政府通过减免停车费用和汽车使用税以及高额的返利，大力推动新能源汽车的使用，有效控制市区内汽车数量，减少机动车尾气污染。

2.2 国内

2.2.1 北京

2.2.1.1 按地区和行业制订防治政策自2013年起北京市出台了一系列政策、法律法规来确保大气污染治理的进程，包括《大气污染防治行动计划》《京津冀及周边地区落实大气污染防治行动计划实施细则》《大气污染防治行动计划实施情况考核办法（试行）实施细则》，《石化行业挥发性有机物综合整治方案》等。

2.2.1.2 加强对VOCs的防治一是率先出台了VOCs排污费征收标准。二是明确了VOCs减排目标。北京在清洁空气行动计划（2013-2017）中，提出了明确的VOCs控制目标及控制重点。到2017年，全市工业重点行业挥发性有机物排放量与2012年相比累计减少50%左右。三是发布地方标准。北京制定了地方标准《大气污染物综合排放标准》（DB 11/501-2007），其中包含一系列与VOCs控制密切相关的规定。

2.2.1.3 利用普查机会编制NOx和VOCs清单北京在污染源普查时将NOx和VOCs纳入普查工作，建立了北京市各类VOCs污染源的排放清单和基础信息数据库，为VOCs排放清单的动态更新和VOCs污染源管理创立了技术平台。

2.2.1.4 精准发力强化机动车污染防治北京通过提高燃油标准、控制机动车保有量等方式，加强机动车污染防治，并加大重点区域督查力度，加快黄标车和老旧车淘汰力度，控制重型卡车等移动污染源。

2.2.2 上海

VOCs排放是上海市O3生成主要贡献源，上海市主要侧重于通过VOCs防治来达到减少O3污染的目标。

2.2.2.1 明确控制重点上海市VOCs污染防治的重点行业包括：石化、有机化工、电子元器件制造（半导体制造等）、化学药品原药制造（生物制药等）、包装印刷、装备制造涂装（汽车制造、船舶制造等）、合成材料、塑料产品制造、电子电器产品制造等工业污染源，以及干洗、汽车修理等面源。

2.2.2.2 分步实施，有序推进上海于2012年已在8个中心城区启动干洗行业VOCs排放调查并加强了VOCs污染控制。2013年起，有序开展各重点行业VOCs排放调查工作，筛选重点排放源，建立了本市VOCs重点监管企业名录，逐步完成第五轮“环保三年行动计划“中VOCs治理示范工程，并在此基础上予以推广。

2.2.2.3 严格环境准入，强化VOCs源头管理一是提高了VOCs排放类项目建设要求，逐步实行总量控制。新、改、扩建项目排放VOCs的生产环节应安装废气收集、回收或净化装置，净化效率应不低于85%。二是淘汰VOCs排放类落后产能。根据《上海工业调整淘汰落后产能“十二五”规划》，加大对VOCs排放类落后产能的淘汰力度，优化VOCs排放产业布局调整。

2.2.3 广州

2.2.3.1 进行重点污染源整治，有效控制VOCs排放主要包括：一是推行VOCs排放标准。目前已经推行了汽车、家具、印刷、制鞋、集装箱等5个行业的VOCs排放标准，未来还将纳入生活服务、电子元件制造、化学药品原料制造等9个行业共13个行业的VOCs排放标准。二是推广使用LDAR技术，加强石油加工行业全过程控制。三是抓好印刷、家具、制鞋、汽车制造业达标治理。四是加强其他行业VOCs排放的控制。开展集装箱、船舶、电子设备、金属容器制造等涉及表面涂装工艺企业的整治；提高环保水性涂料的使用比例，对工艺单元排放的尾气进行回收利用；未安装废气处理设施的工厂必须安装后处理设施收集涂装车间废气，集中进行污染处理。

2.2.3.2 建立排放VOCs工业源的长效机制包括：一、完善政策标准体系。制定重点行业VOCs削减和控制技术政策，推广清洁生产技术。二、加强VOCs监测能力建设。三、建立排放申报登记和环境统计制度，全面掌握污染源的行业和地区分布情况，建立健全VOCs污染源档案和信息数据库，完善VOCs排放源清单。四、严格环境监管。按照排污许可证管理办法要求，对以排放VOCs为特征污染物的企业发放相应排污许可证。实施强制性清洁生产审核，加强对VOCs排放源的监督、监测和监管核查。

2.2.4 深圳深圳市O3污染处于VOCs控制区，单纯削减NOx反而会增大O3浓度，所以深圳市O3控制以VOCs污染控制为重点，VOCs和NOx按3：1的比例协同控制，采用的主要措施有：

2.2.4.1 堅持源头控制为主，末端治理为辅的原则一强化机动车污染防治和新能源汽车推广，减少NOx排放。截至2014年，累计推广使用公交车等各类清洁能源汽车11 000辆以上。二开展港口船舶污染治理。推进港口拖车“油改气”，港作设施“油改电”工作，鼓励靠港传播使用岸电和含硫量低于0.1%的低硫燃油。三开展VOCs污染源普查工作，制定重点监管企业名单，要求涂装行业禁止使用高挥发性涂料，其他行业尽快完成低挥发性原料改造或溶剂型生产线的废气治理。同时，推广使用低挥发性清洗剂，禁止使用VOCs含量超标的生活及商用溶剂。并通过提高VOCs排污收费标准以及重点源安装在线监测系统来促进VOCs污染的治理和监管。

2.2.4.2 法规先行，编制特区技术规范深圳市人居委先后印发《建筑装修装饰涂料与胶黏剂有害物质限量》《汽车维修行业喷漆涂料及排放废气中挥发性有机化合物含量限值》《家具成品及原辅材料有害物质限量》等地方标准。在推动建筑装饰装修涂料全面环保水性化进程上，深圳为全国首个禁售用油漆的城市。

2.2.4.3 分行业推进，杜绝行业内企业观望深圳市VOCs排放行业高度集中，排放量前五的道路移动源、家具制造、塑胶喷涂、建筑涂料、电子产品制造行业贡献了全市排放量的80%，为此，深圳市人居委采用整体推进、各个击破的原则，由行业内规模以上企业率先改造，形成示范效果后在行业内迅速推广，以此来最大程度减少由于企业相互观望而造成的改造进度缓慢、甚至停滞不前的现象。

2.2.4.4 综合应用经济、行政等手段促进O3污染防治工作制定了《深圳市大气环境质量提升补贴办法》，给予涉VOCs技术改造或治理企业一定额度的补贴。协调市、区政府采购部门设置定点采购准入门槛，对办公家私、印刷、汽车维修等政府定点招标采购企业强制要求使用低VOCs原辅材料。

2.2.4.5 注重区域联防联控深圳市成立了大气污染防治办公室（2015年正式转为大气环境管理处），积极利用“深莞惠”“深港”等区域合作平台加强区域大气环境治理。

需要指出的是，深圳市VOCs经过多年治理，成效明显，重点行业VOCs排放减少。2014年大气污染物排放清单显示，VOCs排放总量为12.2万t，比2008年下降36%。

3 对南京市O3污染防治启示[18-22]

3.1 健全法制保障健全南京市O3污染防治相关法律法规，制定有利于O3污染改善的政策体系，为O3污染防治提供法律支撑。同时加大对政策的宣传教育力度，充分认识到VOCs及O3污染防治的重要性和紧迫性。

3.2 持续优化产业结构[23] 加快推进“四大片区”重点企业退出，强化去产能和淘汰落后工作，明显减少燃煤消耗，减少氮氧化物、挥发性有机物等排放。推动石化、汽车、钢铁、水泥等产业和纺织、建材、食品等传统产业优化调整、转型升级，向高端、绿色、低碳方向发展。

3.3 强化VOCs污染防治重点整治石化、表面涂装、包装印刷等行业及化工园（集中）区VOCs排放。主要应包括（1）推进石化、化工企业提标改造。加强石化生产过程、原料油和有机溶剂输配及储存过程的全过程控制；严格储存和接卸设备油气污染控制管理；定期检查泄露污染企业，推行LDAR检测技术。（2）积极推进表面涂装业VOCs排放控制。积极推进汽车制造、船舶制造、集装箱、家具制造等行业表面涂装工艺VOCs污染控制；逐步提高水性等低VOCs含量涂料的使用比例。（3）加强包装印刷VOCs排放控制。包装印刷企业应按照《江苏省重点行业挥发性有机物污染控制指南》实施改造，印刷工段相对封闭。同时，通过改进工艺技术，推进水性柔性版印刷、无水胶印、数字印刷等清洁生产技术设备，降低VOCs的逸散。（4）加强化工企业及化工园区VOCs排放控制。建议通过提出VOCs重点整治企业名录及年度整治计划和实施方案，以推进企业VOCs污染控制管理。

3.4 推进移动源污染控制一是有效控制机动车污染排放。控制中、重型机动车增长，加快制定控制货车、大中型客车等单车排污量大的车型增长调控措施，实现零增长。逐步淘汰黄标车、老旧车等高污染车辆。二是控制非道路机械污染。全面提升全市范围内工程机械（挖掘机、压路机、打桩机等）使用的燃油品质，达到国Ⅲ及以上标准。三是控制船舶污染。推进船舶排放控制区建设，逐步实现南京水域所有船舶使用0.5%以下低硫油，主要靠泊港区建成岸电系统，到港船舶必须使用岸电。

3.5 推进重点行业NOx减排一是实施企业自备电厂超低排放改造。二是推进热电厂“煤改气”改造。三是控制燃煤品质。所有燃煤企业禁止采购、使用灰份高于20%、硫份高于0.7%的煤炭。四是提升水泥企业脱硝效率，逐步实现企业生产线脱硝效率提升至60%以上。五是推进烧结机脱硝改造。

3.6 加强基础工作研究[22] 加快O3污染控制基础性科学研究。O3污染机理相对复杂，缺乏针对性控制手段，需要加快O3污染控制的理论研究，提出更有针对性的控制举措。如持续更新大气污染物排放清单，开展挥发性有机物源谱测试，提高重污染诊断与空气质量预测预报能力；逐步开展全市VOCs来源解析工作。

3.7 深化区域联防联控[18-19] 强化南京都市圈O3污染联防联控协调机制。顶层设计区域O3污染防治的统一联防联控措施；区域内每年定期举行O3污染防治相关研讨会议，强化区域合作。建立O3环境质量信息公开制度，实现区域O3环境质量信息共享。

参考文献

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