2019-2021年石家庄市臭氧污染现状及管控建议

石家庄市环境监控中心 陈敬伟

近年来，随着对大气环境的管控力度加大，石家庄市空气质量明显提高，2021年自执行国家新环境空气质量标准以来首次退出全国168个城市排名后10。其中综合指数、PM10、PM2.5改善率位于全国168个城市前15名。但臭氧污染问题却日益凸显，逐渐成为影响空气质量的重要因素。

臭氧污染目前来看呈现区域性污染特征、浓度逐年增长、夏季超标天数多的态势。为减轻夏季臭氧污染对环境带来的不利影响，持续改善环境空气质量，需要制定严格的空气质量标准和管控措施，对VOCs和NOx协调治理实现区域联防联控。

一、介绍

（一）臭氧

什么是臭氧呢？臭氧是一种浅蓝色、有刺激味的气体，且具有极强的氧化性。在大气层的平流层和对流层中都有臭氧。其中平流层里的臭氧是有益的，它能够吸收紫外辐射，保护人类健康。对流层的臭氧，则对人类和环境有较大危害，还会加速PM2.5等污染物的转化形成，进而影响环境空气质量，就会造成一系列不利的影响。

（二）臭氧的危害

臭氧污染具有隐蔽性，当空气中臭氧浓度过高，会对人体的呼吸道和鼻黏膜、眼睛造成损害，出现不适症状，对皮肤、眼睛、鼻黏膜产生刺激。严重的甚至会失明，会破坏人体的血液循环系统，进而导致人体免疫机制受损，会对人的心脏及血管造成损害。一般情况下室内的臭氧浓度比室外臭氧浓度低，所以在高温晴热天气下，极易发生臭氧污染的时段（正午和下午），尽量避免或减少长时间在室外活动，这样才能够避开或减少臭氧的影响。

（三）臭氧浓度指标

评价空气中臭氧污染水平的指标臭氧8小时，是指一天中最大连续8个小时臭氧浓度的平均值。

二、石家庄臭氧特点及污染来源

臭氧污染是排放到空气中的氮氧化物、挥发性有机物，在空气中经紫外线照射，产生光化学反应。属于典型的二次污染，NOx和VOCs是形成臭氧的前体物。因为是光化学反应，所以越是阳光强、温度升高，臭氧浓度就越会升高，臭氧升高会加速PM2.5污染物的转化形成，就越容易出现臭氧污染，进一步影响环境空气质量，所以有时候晴空万里但是空气质量不一定就好。

（1）石家庄市NOx的来源主要有：机动车尾气、化石燃料燃烧以及工业生产。

（2）石家庄市VOCs的特点：来源广、种类多，活性差异大，且覆盖面广、影响范围大等。行业既有石化、医药、化工，又有家具、汽修、印刷等行业工业企业的废气排放，也有机动车、加油站等油气挥发，还有餐饮油烟、干洗店和美发店等有机物挥发等。石家庄的臭氧生成对VOCs更敏感，为VOCs控制区。生成潜势较大的物种主要为C2-C5烯烃、C3-C5烷烃、三甲苯。

特点：石家庄市挥发性有机物排放来源多、覆盖面积大、影响范围广、自然环境影响大、治理难度大。我市臭氧超标的时间一般在每年5-9月。臭氧浓度一天当中白天较高,夜间较低，一般在15:00上升19:00左右达到最高值,随后逐渐降低。

三、2019年-2021年臭氧污染情况对比

对2019-2021年石家庄市各种污染物包括：臭氧、PM2.5、NO2、综合指数情况进行对比。

2019年臭氧污染情况：2019年度有131天首要污染物为臭氧，96天首要污染物为PM10，106天首要污染物为PM2.5，13天首要污染物为NO2，1天首要污染物为PM10和NO2。可以看出臭氧污染物对空气质量的影响比重加大，超标天数明显增加，臭氧超标结束时间明显延后。2019年全国臭氧为污染物超标天数占总超标天数的41.8%。

2020年臭氧污染情况：2020年全面推动开展臭氧防治工作。2020年重污染天数共计21天，石家庄市臭氧180ug/m3，同比去年（206ug/m3） 下 降 12.6%， 在168个城市中排名倒15。2020年臭氧作为主要污染物为128天，臭氧超标天数为69天。

2021年臭氧污染情况：2021年臭氧作为首要污染物的天数为123天，臭氧超标天数53天。2021年重污染天气共计16天，臭氧浓度173ug/m3，同比上年（180ug/m3）下降 3.9%。

如表1所示，对比近三年省内城市臭氧浓度数据情况，包括石家庄市、邢台市、邯郸市、唐山市、保定市，石家庄市臭氧浓度虽然有所下降，臭氧管控措施取得了一定效果，但是相较于其他省内城市（邢台市、唐山市）仍需重点进行管控。

四、近三年石家庄市与省外城市空气质量情况

2019-2021年石家庄市与省外城市太原市、济南市、郑州市、西安市，各项污染物包括臭氧、PM2.5、PM10、NO2、CO、SO2综合指数情况进行对比（见表2）。

2019年，石家庄市与省外城市太原市、济南市、郑州市、西安市比较，臭氧浓度均高于太原市、济南市、郑州市、西安市位列倒数第一，NO2浓度相对其余参数较好但依然高于济南市和郑州市（45微克/立方米）1微克/立方米。

2020年，石家庄市与省外城市太原市、济南市、郑州市、西安市比较，PM10、PM2.5和CO浓度均高于周边省会城市位列倒数第一，仅臭氧O3排名提升一位超过西安市，NO2数据情况较去年同样存在提升但与周边省会城市排名位次未发生变化，依然比济南市（35微克/立方米）高5微克/立方米、比郑州市（37微克/立方米）高3微克/立方米。

2021年石家庄市与省外城市太原市、济南市、郑州市、西安市比较，石家庄空气质量有较大水平的提升，NO2浓度有明显下降与郑州市一致仅为32微克/立方米，臭氧O3浓度仅高于西安市19微克/立方米。

结论：各种污染物会受周边城市影响，随风向，在跨省、市长距离传输路途中，经阳光、高温照射转化成臭氧，并造成臭氧污染影响空气质量指数。治理臭氧需要协同管制，氮氧化物、VOCs管控要区域联防联控。

五、臭氧管控中发现的问题

（一）各行业表现出的问题

在臭氧管控期间，各行业中主要出现的突出问题，家具制造企业无组织排放收集率低、设计不规范、风机风量小达不到要求的0.3米/秒；化工、制药企业异味严重、无组织收集率低，活性炭更换不及时、未按时完成单一处理设施改造；制药企业末端治理设施仍存在UV光氧。

（二）无组织排放情况

企业无组织排放问题依然突出，部分企业存在收集不到位，设计不规范，风量风速不匹配，无组织泄漏严重，尤其是小化工、小家具、小印刷等行业企业无组织排放管理水平低，逸散问题突出。

六、臭氧管控对策

臭氧管控就现阶段得出的臭氧污染成因来看，长效的措施就是控制臭氧前体物（VOCs和NOx）。把控制和削减氮氧化物和挥发性有机物排放作为工作重点，才能对大气环境质量改善起到积极促进作用。

（一）减少生成臭氧前体物（VOCs、NOx）的排放

从源头消减污染，使用绿色原材料、清洁能源，提高材料利用率。生产过程中应采用密闭设备、封闭式操作、密闭原料输送管道，产品、有机溶剂从生产设备到储存均为密闭管道输送，加强管道行泄漏检测和修复工作。

（二）科学制定臭氧调控措施，细化臭氧管控措施

石家庄的工业产业以制药、化工、包装印刷及制造为主，这些都是产生VOCs的重点行业。对制药、有机化工、工业涂装、包装印刷、家具制造等重点行业VOCs排放，科学指导企业落实在规定时间段涉VOCs排放工序实施生产调控，有效减少污染物排放。

（三）建立标杆及白名单动态管理制度

结合石家庄市情况，指定涉VOCs环保质量标杆企业准入条件，纳入臭氧管控白名单。建立督导帮扶机制，加强生活源管控力度，对臭氧浓度明显反弹、优良天数明显减少的地区，要及时提示预警；对臭氧浓度持续偏高、污染严重的地区，适时开展专项督查。

（四）科学开展VOCs和NOx协同减排

针对石家庄市实际情况强化巩固钢铁行业烧结机NOx减排成果，开展轧钢工序加热炉低氮燃烧和脱销改造，对采用低效脱硝治理工艺的锅炉和炉窑进行升级改造，确保NOx稳定达标。严格控制臭氧前体物，协同治理NOx和VOCs。严控机动车源及VOCs源等臭氧前体物，争取在光化学反应条件较差时降低前体污染物累积浓度，从而有效降低臭氧浓度峰值。

（五）积极推进重点VOCs企业昼夜差别化生产

结合石家庄市臭氧污染的小时变化规律，研究VOCs行业企业实施昼夜差别化生产的可行性，在重点VOCs企业最大限度减少白天VOCs的排放量。对排放重点行业企业，充分考虑 生产工艺特点结合污染排放情况，引导企业夏季高温时段实行生产调控。对涉VOCs排放连续生产企业和NOx排放企业，支持妥善安排生产计划，臭氧污染重点防控期间安排治理设施升级改造或停产检修等，从而减少非正常工况污染排放；对非连续生产涉VOCs排放企业，高温时段在确保安全前提下，鼓励对涉VOCs排放工序实行错时生产。

（六）加大执法力度

充分利用科技手段，强化执法能力，使用火焰离子化检仪、微风风速仪、红外气体检漏测温成像仪等高科技设备，提高执法监督准确性。重点是对涉VOCs、NOx排放的工业企业、餐饮、汽修等行业，以及对机动车、油品储运销环节污染防治措施的检查帮扶力度。对仅使用光催化、光氧化、低温等离子等低效治污设施的，按照适宜高效原则，提出整改要求；对无废气收集和处理设施、处理不正常运行、无组织排放管理不到位、不能达标排放的，依法依规予以查处。

七、臭氧管控带来的效益

通过臭氧管控，能够对城市带来一定环境效益、经济社会效益，改善城市空气质量，天更蓝，人民幸福感增强。

（一）环境效益

通过挥发性有机物减排工作，有利于企业严格执行排放标准，VOCs排放量大幅降低，有利于减少光化学反应产物臭氧在大气中的浓度。加强臭氧污染防治，持续改善空气质量，让天更蓝，环境更美。

（二）经济社会效益

通过开展挥发性有机物减排工作，鼓励企业对挥发性有机物治理设施升级改造，对改造较好的企业给予政策支持，保障企业自身利益和良性发展，支持疫情期间的复工复产，对我市经济增长起到了保障和促进作用。

八、结论

治理臭氧需要协同管制。石家庄市近年空气质量数据以及对比近三年与省内、省外城市数据情况，石家庄市相较于其他省外城市仍需重点进行管控，需要继续加强臭氧污染成因分析，通过走航和无人机监测进行溯源分析。开展重点时段、重点季节管控工作，通过错峰生产等管控措施来减少臭氧污染，大力持续改善大气环境质量，增强人民幸福感。

结束语：当前，大气污染防治工作已经引起人们重视，并初步取得了成效。治理臭氧污染，不仅能改善生态环境，还有益于人类健康。