某市城区环境空气的臭氧污染特征及其防治对策

刘露云 罗 霞 雍 芳 丁 龙

（1攀枝花市盐边生态环境监测站 四川攀枝花 617100 2攀枝花市西区生态环境监测站 四川攀枝花 617000）

引言

随着科技和工业化的飞速发展，各大城市都面临着多种环境污染的问题，其中臭氧污染逐渐凸显成为环境保护工作的新焦点。尽管臭氧在自然界中的浓度相对较低，但其在大气层中的作用却不容忽视。高层大气中的臭氧层位于距离地球20～25km 的高度，它可以阻挡绝大部分的紫外线，为地球上的生命提供安全的居住环境。近年来，由于城市化进程的加速和工业污染的增加，近地表的臭氧浓度出现了明显的上升，形成了臭氧污染。由于近地表的臭氧污染无色无味，不像烟尘、雾霾那样直观，因此一直以来都不被公众所重视。但实际上，近地表的臭氧污染对人体健康的威胁比许多其他形式的污染更加严重[1]。近地表臭氧污染会对呼吸系统产生强烈的刺激，给眼睛造成伤害降低视力，并且还会导致血液输氧功能障碍使组织出现缺氧现象。

近年来，随着多个城市出现臭氧污染，我国已经意识到了臭氧污染这一问题的严重性，出台了环境空气质量新标准，引入了PM2.5和O3这2 个重要的评价指标，体现了政府对臭氧污染问题的高度重视[2]。目前，臭氧污染已经成为全球性的生态环境保护难题，需共同努力加强研究、制定策略、采取有效措施，才能保护好共同的家园。

1 某市城区环境空气中臭氧污染情况

1.1 概况

为了便于研究，本文以某市为例，对其城区环境空气中臭氧的污染特征进行分析。某市属于典型的季风气候，其气候特点对空气质量和大气中污染物的分布具有显著影响。风向特性与气候密切相关，某市最主要的风向为偏北风，随后是偏东风。这2 种风向可能会带动外部地区的空气污染物进入某市城区，或将某市城区的污染物传输到其他地方，故在研究时，需留意风向情况。

为了对空气质量进行持续监测，某市城区设立了主城区监测点、高新区监测点、经开区监测点3 个自动监测站点。这些监测站点的监测项目覆盖了二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物、臭氧、一氧化碳、细颗粒物以及能见度在内的多个关键空气质量指标。由于臭氧为目前关注的主要大气污染物之一，因此对其的监测尤为关键。在臭氧的监测技术方面，某市城区使用了武汉宇虹环保产业发展有限公司制造的TH-2003H 型紫外光度法臭氧分析仪，均执行24h/d 的连续监测，确保能够准确地捕捉到城区的任何空气质量变化。对于臭氧的质量标准，参照《环境空气质量标准》（GB 3095—2012）中的二级标准[3]。这意味着日平均质量浓度不应超过160μg/m3。为了深入了解某市的臭氧污染特征，以更好地理解这一污染物的来源、分布和影响，参考了2021～2022年的自动监测数据并进行分析。

1.2 年变化情况

某市2021 年、2022 年环境空气中臭氧监测情况见表1，通过表1 可以看出，在2021 年，臭氧作为首要污染物占比为27.1%，2022 年上升至35.2%，上升速度非常快，可见臭氧污染形势愈发严峻。从3 个自动监测站来看，某市主城区的各项数据相对偏高，高新区的各项数据相对偏低。从全市来看，臭氧第90 百分位浓度从2021 年的171μg/m3上升至2022 年的175μg/m3，增幅达到2.3%。根据相关标准，臭氧日平均质量浓度不应超过160μg/m3，但从表1 中数据可以看出，2021年、2022 年3 个自动监测站的第90 百分位浓度均超过该标准。

表1 某市2021 年、2022 年环境空气中臭氧监测情况

1.3 月变化情况

图1 为臭氧污染物浓度月变化情况，从图1 可以发现，2022 年臭氧污染物浓度整体高于2021 年，整体波动范围在50～200 之间，4～10月期间的浓度相对较高，6～9 月（夏季）表现得更为明显，11～1 月（冬季）期间的浓度相对较低。

图1 臭氧污染物浓度月变化情况

1.4 日变化情况

图2 为臭氧浓度日变化情况。从图2 可以发现，一天之中13:00～17:00 臭氧浓度相对较高，15:00 达到峰值，22:00 至次日7:00 浓度相对较低，最低点为24:00 左右。

图2 臭氧浓度日变化情况

2 臭氧污染形成的原因分析

臭氧形成机制复杂且受多重因素影响。挥发性有机物（VOCs）和氮氧化物（NOx）等在太阳紫外线的照射下发生光化学反应，产生光化学烟雾，最终导致大气中臭氧浓度的增加。基于此，本文对某市进行研究，从多角度分析臭氧污染的形成原因。

2.1 不科学的规划布局

某市的地域面积相对较小，由于多种原因，市区内规划布局了多家以燃煤和焦炭为燃料的重工业企业，这些企业在生产过程中排放的臭氧前体物（VOCs 和NOx）浓度逐年上升，对大气中臭氧浓度的增加起到了重要影响。

2.2 企业的环保监管不足

从技术角度看，许多企业设备存在老化现象，密封不严，容易产生“跑、冒、滴、漏”等问题，导致VOCs 和NOx无序排放，从而加剧臭氧污染。同时，由于部分企业在环保设备的投入上存在不足，甚至在环保监管人员不在场的时候故意减少或关闭环保设备，这无疑为大气中的污染物增加了“源头”[4]。另外，监管层面存在的问题也不可忽视。一些环保监管人员仅按照常规程序进行检查，缺乏针对性和深入性，以及没有严格的监管和处罚措施，部分企业很可能为了经济利益而忽视环保责任。

2.3 气候因素影响

气候对臭氧浓度的影响不可小觑。紫外线、气温和其他气象因素，与臭氧的形成和浓度变化紧密相关。日照及其带来的紫外线是触发VOCs和NOx之间光化学反应的关键，从某市的监测数据来看，白天（尤其是阳光充足时），臭氧浓度会发生剧烈的变化，这与光化学反应的机制相吻合。高温环境下化学反应更为活跃，在炎热的夏季，臭氧浓度往往更高，其日夜、季节性变化特点也更为明显。受降雨影响，雨水对大气中的污染物具有清洗作用，也会造成臭氧浓度变化。

2.4 汽车尾气排放

某市的机动车数量随着经济发展迅速增长。短短一年内，机动车增加了1 万辆，达到了14万辆。这些车辆大量排放的NOx和VOCs，对地面臭氧浓度的升高起到了决定性的作用。此外，各种燃料、有机溶剂和涂料的大量使用也为大气中的VOCs 和NOx贡献了大量源头[5]。

2.5 认识不足

人民群众的知识和态度在环境保护中发挥着关键作用。在某市，群众对臭氧污染的危害性缺乏足够的认识，主要归咎于宣传力度的不足。另外，由于没有足够的认知，群众在日常生活中可能会继续购买燃油汽车，大量使用化石燃料，导致城市VOCs 和NOx的排放不断增加。

3 臭氧污染的防治措施

臭氧并非直接由某一污染源排放，而是作为二次污染物生成。鉴于此，本文以某市为例，采取了一系列防治措施，以提高空气质量。

3.1 产业规划

某市地域狭小，一个区域的污染会迅速影响整个城市。为了根本地改善这种情况，需从宏观角度调整和优化产业和城市规划。强化规划环评与项目环评，确保在初步阶段便考虑环境因素，以助于避免未来可能的环境风险；科学合理地划分城市功能区，将污染较大的工业区与住宅区、商业区有效隔离；严格控制臭氧的前体物（NOx和VOCs）排放项目，有助于从源头降低污染。

3.2 污染治理强化

源头控制是防治污染的第一步，只有在污染的源头实施严格的管理，才能从根本上阻止污染物的排放。对于那些排放NOx和VOCs 的产业，如医药化工、橡胶制品、钢铁焦化和印刷等产业，不仅需要针对每个行业制定特定的技术标准，还应考虑到每个地区的具体情况，确保标准既科学又合理。鼓励企业采用更为环保的生产方式，如密闭化生产过程，减少材料与外界的接触，从而降低污染的风险，同时促进生产过程的自动化和连续化，以减少人为因素对环境的潜在威胁。利用科技手段，如空气质量自动监测站，实时、准确地监测空气中的臭氧浓度，为后续的整治工作提供有力的数据支持。针对那些已经确定的重点污染源，政府和相关部门应当制定具体的整治计划，并确保这些计划得到严格执行，同时对那些不执行或执行不力的企业，采取必要的法律手段，确保整治工作的顺利进行。

3.3 减排控制

技术是实现臭氧污染防治的重要手段。只有不断地研究和发展新技术，才能应对日益严重的污染问题。

3.3.1 鼓励企业技术创新

政府和相关部门应提供一系列的支持措施，如财政补贴、税收减免等，激励企业进行技术创新。这样不仅可以降低企业的创新成本，也可以刺激企业投入更多的资源进行技术研发。

3.3.2 加强技术人才培养

技术人才是推动技术创新的关键，因此应提供优质的教育资源，加大对技术人才的培养力度，培养出一大批具有专业知识和技能的人才，以支撑国家和企业的技术创新工作。

3.4 强化监管

管理与监督是确保规章制度得到执行的关键。针对高排放的黄标车和老旧车辆进行严格的路检，确保这些高排放车辆的逐步淘汰；小型燃煤锅炉是污染的重要来源，取缔这些设备并推动清洁能源的应用，能显著降低相关污染物排放；对VOCs 排放量大的石化、炼焦、化工、印刷和喷涂等行业进行严格监管，确保其排放达标。

3.5 完善联防联控措施

协同合作是现代环境治理的核心原则，针对复杂的大气污染问题，开展联防联控措施。对主要企业进行VOCs 污染源的普查，确保污染源得到有效控制；与相关科研部门合作，深入研究本地VOCs 和NOx的排放比例关系，以更科学的方式减少臭氧污染；明确各单位和企业的责任，并制定具体的大气污染联防联控工作方案。

3.6 科普宣传

与企业和政府相比，人民群众是臭氧污染防治的重要力量。只有当每一个公民都认识到臭氧污染的严重性，才能形成一个全社会的防治合力。政府和相关部门应利用各种媒体（电视、广播、互联网等），进行大规模的教育活动，让更多的人了解臭氧污染的危害，增强其环保意识。同时，在学校和社区，开设专门的环保课程，让孩子从小就培养起对环境的尊重和保护意识。

结语

臭氧污染已经成为全球面临的一大环境挑战，本文以某市为例，对其臭氧污染情况进行分析，发现臭氧污染的形成是多重因素相互作用的结果，前体物的存在和光化学反应是产生臭氧的根本原因，而工业布局和企业监管的不足则为这一问题火上浇油。因此，为有效控制和减少臭氧污染，除强化技术研发和改进设备外，还需从宏观的规划布局和监管层面进行系统地改进，同时加强宣传，增强环保意识，让大家参与到臭氧污染治理中来，为良好环境的构建贡献力量。