蓝天保卫战背景下的臭氧治理研究

2021-04-09林晖

资源节约与环保 2021年5期

林晖

（1 广东环境保护工程职业学院广东佛山 528216 2 广东环院环境工程有限公司广东广州 510665）

引言

根据2020 年6 月，生态环境部发布的《2019 年中国生态环境状况公报》公布的数据显示，全国337 个地级以上城市中，以臭氧为首要污染物的超标天数占总超标天数的41.7%。这337个城市累计发生严重污染452 天，其中以臭氧为首要污染物的天数占重度及以上污染天数为2%。与2018 年度相比，六项大气污染物指标中，唯独臭氧浓度上升。因此，臭氧污染问题日益受到人们的重视，成为“十四五”时期大气环境污染治理的重点。

1 臭氧污染现状

从生态环境部公布的数据显示，在全国主要城市中，臭氧已经成为许多城市的首要污染超标因子[1]。在长三角、京津冀及周边区域等，占全国地级及以上城市总数约三成的城市中，6-9 月臭氧污染超标的天数，占全国总超标天数的70%左右。

虽然大多数城市的臭氧超标以轻度污染为主，但臭氧重度污染的天数亦出现不断增长的态势。根据生态环境部公布的数据显示，在337 个城市中的臭氧日最大8 小时平均浓度超标率为7.9%，而超标中轻度污染占到了88.6%。在长三角、珠三角、京津冀等经济发达城市，臭氧超标的天数分别达89.7%、85%、79.8%，虽然超标天数中的臭氧污染主要为轻度污染，但与2015年相比，中度及重度污染占比出现较大幅度上升。从2016 年起，臭氧已经成为上海、北京等大城市的主要污染物，臭氧污染的天数超过了60 多天。2019 年，长三角地区主要城市中，臭氧污染物成为唯一一个不降反升的污染物。每年的6-10 月是各个主要城市中臭氧污染的高发期。臭氧污染成因复杂、多样，加之，臭氧监测处于起步阶段，更是加大了臭氧污染的处理难度。

2 臭氧污染危害

臭氧是一种刺激性气味、浅蓝色的气体，具有很强的氧化性特点。在常温常压情况下，臭氧具有较差的稳定性，在含量较少时，让人感受到“清新”味道，随着空气中臭氧含量浓度的逐渐增加，表现出刺激性气味[2]。由于臭氧污染更具隐蔽性，使得普通市民对于臭氧污染危害“不知不觉”，思想上忽视了臭氧污染危害的重视。根据相关报道，臭氧污染不仅对生态环境，而且还会对人身等都具有较强的危害性。臭氧污染突出表现在：

2.1 破坏环境

臭氧对生态环境的破坏和影响是多方面的，不仅会影响到大气环境，也会给土壤生态带来破坏。臭氧含量超标会破坏土壤中的营养物含量，降低土壤营养物含量，影响土壤中的农作物的正常生长，降低农作物收成。当大气环境中臭氧污染物含量超标，达到中重度污染时，就会极大地影响到绿色植物的光合作用，降低绿色植物中叶绿素含量，导致绿色植物叶片发黄、枯萎。针对农作物而言，臭氧超标会影响农作物光合作用效率，从而影响农作物的产量。有研究表明，当臭氧浓度达50ppb，全国冬小麦减产量将会达420 万吨，大豆减产90 万吨。此外，一旦植物光合作用减弱，农作物所产生的氧气也会显著降低，从而破坏生态环境的平衡性。

2.2 伤害身体

臭氧污染破坏人的肌体主要表现在四个方面：首先，臭氧会破坏人的呼吸道系统。据统计，当环境中的臭氧污染物浓度达到0.01-0.02mg/L，就会使人感觉轻微头晕；当环境中的臭氧达到1mg/L 时，就会出现明显心悸、胸闷、呼吸急促等不适症状[3]。其次，臭氧会损伤人的皮肤。空气中臭氧浓度的不断增加，会造成无法逆转的皮肤伤害，破坏皮肤中的维生素E，加速代谢，引起皮肤衰老。此外，大气中的臭氧含量超标还会影响视力，严重时，会导致失明。再次，臭氧污染损坏人体血液循环组织功能。当大气中臭氧浓度含量不断升高，会导致血液缺氧，损害人体甲状腺功能，甚至骨骼软化、诱发癌变。

2.3 影响生活

臭氧具有很强的氧化性，能够与多种有机化合物发生化学反应，从而影响到居民的日常生活。例如，大气中的臭氧含量浓度增加，会加剧汽车轮胎老化、颜色褪色、建筑物加速老化。

3 臭氧污染特点

与大气、水、土壤等污染相比，臭氧污染具有很强的隐蔽性，在时间、空间方面都展现出明显的特点。

3.1 时间特点

在近地面区域，大气污染中的臭氧含量与温度存在着较为显著的线性关系，故在温度的直接影响下，大气环境中的臭氧污染物浓度有着季节性变化特点，即，大气环境中的臭氧污染物存在较为明显的时间特点。具体而言，夏季温度较高，大气环境中的臭氧污染物浓度达到最高值，冬季温度较低，大气环境中的臭氧污染物浓度较低。从月份来看，一年中的六、七月份的温度较高，随之而来的是大气中的臭氧污染物浓度含量较高。与之相应的是，在每年的12 月、1 月份温度较低时，大气中的臭氧污染物浓度较低。在一天的时间中，每日的13 点-15 点往往也是大气中臭氧含量浓度值最高的时间段，而在清晨或深夜时分，是一天中臭氧含量浓度最低的时候。

3.2 空间特征

大气环境中臭氧污染物浓度也会随着空间的变化而变化，具有较为明显的地域特征。从地域划分来看，南方地区大气中的臭氧浓度较高，长三角、珠三角等工业企业密集、车辆众多，由于工业污染、较大机动车辆保有量的情况存在，大量VOCs 气体及机动车尾气等污染物排放到大气中，加剧了大气环境中的臭氧污染，使臭氧污染物浓度含量持续上升。西部等经济欠发达地区，由于人口密度低、机动车保有量少工业企业数量较少、植被覆盖率高等特点，使得这一区域大气中的臭氧污染物浓度含量较低。

3.3 防治难度大

一方面，臭氧产生的前体物为挥发性有机物、氮氧化物，理论上，处理好这些前体物便可有效降低大气中臭氧的含量。但是这些前体物控制难度大，即便是降低单一前体物也难以减少大气污染物中臭氧含量及其浓度[4]。另一方面，臭氧污染物的前体物监测难度大，对其理论认知及研究尚处于起步环节，加大了后期臭氧污染物治理难度。总而言之，大气臭氧污染物防治难度大的主要原因为：监测数据不够准确、臭氧产生源头前体物排放控制难度大，氮氧化物及VOCs 同时发生便可生成臭氧。因此，需要同时控制VOCs 及氮氧化物，才可有效控制大气中的臭氧污染物的产生。

4 臭氧污染防治措施

“十四五”时期，要高度重视臭氧污染及PM2.5 协同治理，切实采取有效措施降低PM2.5 浓度，有力遏制臭氧污染物上升趋势，坚决打赢“蓝天保卫战”。针对臭氧污染物特征，以及“十四五”时期环保规划要求，做好臭氧污染防治需要从制度设计、协同监测，以及跨区域合作等方面，综合施策。

4.1 做好顶层制度设计

首先，应将臭氧污染物前体物纳入减排体系。重点是要将VOCs、氮氧化物等臭氧前体物纳入国家“十四五”节能减排控制指标体系中，从而做好总量排放控制。其次，做好臭氧污染防治监督检查。生态环境部要联合各级环保机构，在臭氧污染较重的时段、区域联合开展执法检查工作，指导夏季、长三角、珠三角等发达区域臭氧污染防治工作。再次，建立区域行业防治目录。紧盯重点区域、重点行业，建立臭氧污染防治台账，通过重点行业目录的建立，树立全区域、全领域一盘棋，统筹推进臭氧污染防治走深走实。

4.2 做好臭氧协同监测

要做好不同区域臭氧形成机制的监测，搞清楚不同区域、不同领域内臭氧形成机制及其前体物的变化趋势，为构建动态臭氧污染监测体系提供详细资料。具体而言，可建立臭氧污染监测预警系统[5]。如，借助全国空气质量预报发布系统及时做好空气污染监测及相关监测信息发布，发挥大气污染防治预警指导功能。建立不同区域、不同部门之间相互协作关系，做好大气环境质量预警、预报协作配合，数据信息共享，从而为相关部门提供及时、准确的臭氧污染数据信息，为相关部门及时采取有效措施防治臭氧污染提供第一手数据信息。

4.3 控制臭氧前体物排放

从臭氧污染特征分析来看，做好臭氧产生的前体物污染控制是防治臭氧污染能否取得成功的关键所在。由于近地面的臭氧污染主要与挥发性有机物及氮氧化物密切相关，这些前体物与紫外线光合作用而产生臭氧污染物。因此，从源头做好前体物排放减量，加强前体物产生重点行业、领域及地区监管，鼓励企业做好转型升级和技术改造力度，加快推进产业结构转型升级、能源消费结构调整优化，最大限度地降低前体物产生量。

4.4 构建跨区域治理体系

臭氧污染物产生具有明显的区域性特点，需要构建跨区域臭氧污染治理体系，重点是要做好挥发性有机物、氮氧化物等流动性较强的前体物的污染防治，建立跨区域臭氧污染防治协同体系，集中各自优势，发挥协同作战，如建立珠三角、长三角、京津冀等臭氧污染防治协同机制，构建统一臭氧污染治理体系，实现臭氧污染防治数据共享，最大限度地实现跨区域治理的目的。