大气臭氧污染特征与治理措施的分析

吴瑞莲，张晶晶

（1.淄川区生态环境技术服务中心，山东 淄博 255100；2.山东省淄博生态环境监测中心，山东 淄博 255040）

目前来看，大气臭氧污染来源主要是因为空气中挥发性有机物和氮氧化物高温反应不断生成O3，而且这两种有害物治理难度高，新的污染源又不断涌现，这让臭氧污染治理难度提升。想要明显降低空气中的臭氧污染，首先需要考虑的就是如何从源头消灭发挥性有机物、氮氧化物。另外，积极向社会宣传臭氧污染也是必不可少的一环。

1 大气臭氧污染特征

1.1 受气温影响明显

天气晴好，温度较高时，大气中的O3含量较高，因此在我国范围内该种污染呈现出夏季高于冬季，晴天高于阴天的特点。

1.2 受地域影响明显

南方较比北方严重，原因是南方气温、日照整体高于北方，而且南方经济发展快，城市化明显，形成的挥发性有机物、氮氧化物污染源多。另外，南北方高发期都集中于5～9月份，和气温普遍升高有关[1]。

1.3 雷电天气产生较多臭氧

雷电高发地带臭氧含量较大，雷电天气之后我们可以感觉空气清新，这是源于雷电天气会产生较多的臭氧。具体臭氧产生机理是空气中氧气遇到强烈的雷电发生了激变形成臭氧分子。

1.4 臭氧无色无味，难以辨别

目前由于加大了雾霾治理力度，空气质量逐渐好转，但随着各地晴好天气的增加，臭氧污染却越来越严重。而社会普遍对臭氧污染认识不足，主要是因为该类污染无色无味，难以辨别，而这点也正是臭氧污染的最危险之处[2]。

2 大气臭氧污染危害

一个人接触臭氧污染的时间越长，接触面积越大，危害就越大,且臭氧浓度越高对人体的危害越大。臭氧对人和动物的皮肤、黏膜系统、呼吸系统、神经系统都有一定的损害。第一，臭氧作用于皮肤，让其中的维生素快速流失，导致皮肤老化出现黑斑。第二，臭氧可以危害人和动物的呼吸系统。当臭氧浓度超过100 μg/m³时，人的鼻、喉咙黏膜系统会感觉不舒服，会有人产生咳嗽等反应。如果浓度达到150 μg/m³，就会引发哮喘，甚至加重病情。第三，当臭氧浓度达到150 μg/m³也会刺激人的神经系统、双眼结膜，长期处在臭氧超标环境里人的视力会下降。就会引起头痛、胸痛、思维迟钝、严重时会出现肺气肿等疾病。第四，当臭氧超标时植物也会出现萎蔫、死亡现象。暴露在这种环境中的橡胶制品也会硬化，使用寿命明显缩短。最新研究发现臭氧超标也是癌症、心血管疾病、畸形儿高发的一大诱因。

3 大气臭氧污染来源

（1）人类活动极少直接制造臭氧，大部分臭氧都是由前体物如挥发性有机物、氮氧化物在高温及阳光直射下产生的。如今环境保护以县域保护为基本单位，鉴于挥发性有机物、氮氧化物对人体的危害，各县都在制定各种防范措施，效果并不理想。随着经济的发展，该县的加油站、私家车、建筑企业和餐馆等都在增加，是这两种污染物的主要来源。此外，分布在该县的大大小小的化工企业也促成了这两种污染物的形成。这其中加油站的挥发物、机动车不断排放的挥发性有机物和氮氧化物，这种污染随着车辆的持续移动而具有流动性。

（2）工业炉窑也是氮氧化物制造者，近些年工业污染治理主要针对高架源，治理效果较为明显，而低架源污染对地面氮氧化物含量贡献更大。低架源排放的氮氧化物不断滞留在空气中，和存在于空气中的挥发性有机物融合并在太阳直射下发生光化学反应后，自然产生了大量的臭氧。这也是为什么这些年高架源治理突出，但空气臭氧污染没有得到有效治理的根本原因。

（3）随着人口大量涌入城市，楼房建筑规模越来越大，饭店越来越多，这些是氮氧化物、挥发性有机物诞生的源头。由于我国对建筑业、餐饮业污染的管控力度不足，直接导致生产经营的过程中产生了大量的污染物进入空气，埋下了巨大的污染隐患。

（4）研究发现，大部分植物会释放萜烯类物质，其属于挥发性有机物范畴，这些物质在高温下会发生自由基反应而形成臭氧。近年来空气监测站在不断提醒臭氧污染超标，这和监测站周围具有丰富的植被有关。

总之，人类生产活动形成的挥发性有机物、氮氧化物为臭氧的生成提供了便利条件。因为高温、日照这些都是人类生存所必需的，它们只是臭氧产生的反应条件。所以想要治理臭氧污染还需要从我们的生产生活入手。

4 大气臭氧污染治理措施

目前，我国大气臭氧污染治理还处于比较粗放的状态，因为日照和气温不能人为控制，只能控制挥发性有机物和氮氧化物的来源。结合国内外经验，对大气臭氧污染防治提出一些建议。

4.1 技术措施

（1）积极推进煤改燃。由于煤炭燃烧过程中会生成大量氮氧化物，一般一吨煤燃烧后能够生成将近20千克氮氧化物。而一般的供热单位（供热面积20000 m2）一年能够燃烧90万千克煤炭，能够产生18吨氮氧化物。若是推进煤改燃，煤耗会明显下降，产生的氮氧化物也会明显减少。主要是煤改燃对燃煤企业具有很大的利益，节省了大量的环保费用，故而执行阻力不大[3]。

（2）寻找代替燃油、燃煤的燃烧材料或者动力源，做到有效替代。以发电行业来说，普及风力发电、水能发电、太阳能发电是降低燃煤、燃油污染的关键。

（3）减少挥发性有机物（以下简称VOCs)源头。①建筑业尽量使用不含有挥发性有机物的环保漆料。②印刷行业要减少油墨印刷，或者快速普及无墨印刷。目前我国已经出现无墨印刷技术，只是成本较高，还需要进一步整合降低价格才能得到普及。③家具行业同样要减少含VOCs材料的使用率，最好利用无污染材料。④汽车维修行业要多利用水性底色漆。⑤农业生产要降低农药的使用量，防止含有VOCs的农药溢出有害成分，要采用绿色健康病虫害防治手段，应当积极普及广水基化、无尘化、长效缓释技术。⑥加油站要引入三次废气回收设备，要错峰卸油并全过程防止VOCs溢出，还要积极引导市民不要在高温时加油[4]。

（4）提高企业环境污染惩治力度，积极推广废气收集技术。企业必须承担环保责任，积极采用废气收集技术，全面提升废气治理效果。企业排放必须要符合标准，要有组织排放。尤其是要对企业当中含有VOCs成分的材料进行封闭式管理，不得泄漏溢出。企业对含有挥发性成分的物料储存、车辆装载、废水处理环节需要专门采取负压吸收等技术进行集中处理。如果有外部排风罩措施，需要将监测点安排到距离排风罩最远处VOCs无组织排放位置，要求风速至少是0.3 m/s。若是企业采用VOCs物料储罐来收集废气，必须要在保证生产安全的基础上融入充氮、负压等收集措施，确保VOCs得到及时回收。汽修单位在喷漆、流平、烘干等操作上，需要于喷烤漆房之内完成，同步收集并处理VOCs废气。生产钢构以及对应设备的企业存在喷漆操作，要求相应的作业同样在密闭空间进行，及时收集VOCs并认真处理。

（5）鉴于交通堵塞能够造成车辆停滞，处在慢速排放状态，会造成局部高浓度污染，所以需要积极地改善目前交通堵塞。交通堵塞成因当中主要是一些运输车辆、重载车辆造成的道路挤占，或者交通事故原因导致的车辆排队。故而要专门对工程运输车、重载货车、交通事故展开专项治理，最好的方式建立这些车辆的专门线路便于集中管理。提高交通队伍工作效率，降低拥堵时间。另外，城市建设部门能够积极地建立立交桥来疏通堵塞，减少车辆低速尾气排放。

（6）对餐饮业进行严格管理，不允许室外烧烤以及随意排放油烟。为了让行业认识到乱排的危害，需要积极展开普法活动。鉴于目前人们喜食烧烤等食物，建议改变炭烤等形式，换电磁炉等方式烧烤，这样的清洁餐饮方式，必须得到推广利用。

4.2 国家政策

由于我国臭氧污染的质量标准和防治措施还不完善，国家有必要积极立法并引入各行业的操作标准和法规。我国2012年才开始治理臭氧污染，并将8小时臭氧平均浓度作为主要衡量指标。而对臭氧的前体物VOCs污染的监测手段尚显不足。地面臭氧监测体系也不健全，导致了臭氧污染的防治以及对应的研究不足。而且对应的设备设施不足，人才缺乏，整体上还不具有专业的防控团队。故而需要国家积极建立专项科研，能够全面地研究臭氧污染，对其分布特点、成因要提高研究力度，及早出台对策。

5 总结

臭氧污染治理是近些年才纳入到环境保护当中的一项工作，该种污染无色无味，而且在天气晴好温度较高的环境下形成，和传统大气污染有很大的区别。其并非直接生成，而是由VOCs和氮氧化物在阳光直射下通过复杂的光化学反应生成，因为VOCs、氮氧化物控制难度高，造成了臭氧污染治理效果不明显。在今后只能从各个行业排放入手，采用燃料、材料置换方式，降低臭氧前体物排放，避免过量的臭氧生成。