大氣臭氧污染特征與治理措施的分析

吳瑞蓮，張晶晶

（1.淄川區(qū)生態(tài)環(huán)境技術(shù)服務(wù)中心，山東 淄博 255100；2.山東省淄博生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山東 淄博 255040）

目前來看，大氣臭氧污染來源主要是因為空氣中揮發(fā)性有機物和氮氧化物高溫反應不斷生成O3，而且這兩種有害物治理難度高，新的污染源又不斷涌現(xiàn)，這讓臭氧污染治理難度提升。想要明顯降低空氣中的臭氧污染，首先需要考慮的就是如何從源頭消滅發(fā)揮性有機物、氮氧化物。另外，積極向社會宣傳臭氧污染也是必不可少的一環(huán)。

1 大氣臭氧污染特征

1.1 受氣溫影響明顯

天氣晴好，溫度較高時，大氣中的O3含量較高，因此在我國范圍內(nèi)該種污染呈現(xiàn)出夏季高于冬季，晴天高于陰天的特點。

1.2 受地域影響明顯

南方較比北方嚴重，原因是南方氣溫、日照整體高于北方，而且南方經(jīng)濟發(fā)展快，城市化明顯，形成的揮發(fā)性有機物、氮氧化物污染源多。另外，南北方高發(fā)期都集中于5～9月份，和氣溫普遍升高有關(guān)[1]。

1.3 雷電天氣產(chǎn)生較多臭氧

雷電高發(fā)地帶臭氧含量較大，雷電天氣之后我們可以感覺空氣清新，這是源于雷電天氣會產(chǎn)生較多的臭氧。具體臭氧產(chǎn)生機理是空氣中氧氣遇到強烈的雷電發(fā)生了激變形成臭氧分子。

1.4 臭氧無色無味，難以辨別

目前由于加大了霧霾治理力度，空氣質(zhì)量逐漸好轉(zhuǎn)，但隨著各地晴好天氣的增加，臭氧污染卻越來越嚴重。而社會普遍對臭氧污染認識不足，主要是因為該類污染無色無味，難以辨別，而這點也正是臭氧污染的最危險之處[2]。

2 大氣臭氧污染危害

一個人接觸臭氧污染的時間越長，接觸面積越大，危害就越大,且臭氧濃度越高對人體的危害越大。臭氧對人和動物的皮膚、黏膜系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)都有一定的損害。第一，臭氧作用于皮膚，讓其中的維生素快速流失，導致皮膚老化出現(xiàn)黑斑。第二，臭氧可以危害人和動物的呼吸系統(tǒng)。當臭氧濃度超過100 μg/m3時，人的鼻、喉嚨黏膜系統(tǒng)會感覺不舒服，會有人產(chǎn)生咳嗽等反應。如果濃度達到150 μg/m3，就會引發(fā)哮喘，甚至加重病情。第三，當臭氧濃度達到150 μg/m3也會刺激人的神經(jīng)系統(tǒng)、雙眼結(jié)膜，長期處在臭氧超標環(huán)境里人的視力會下降。就會引起頭痛、胸痛、思維遲鈍、嚴重時會出現(xiàn)肺氣腫等疾病。第四，當臭氧超標時植物也會出現(xiàn)萎蔫、死亡現(xiàn)象。暴露在這種環(huán)境中的橡膠制品也會硬化，使用壽命明顯縮短。最新研究發(fā)現(xiàn)臭氧超標也是癌癥、心血管疾病、畸形兒高發(fā)的一大誘因。

3 大氣臭氧污染來源

（1）人類活動極少直接制造臭氧，大部分臭氧都是由前體物如揮發(fā)性有機物、氮氧化物在高溫及陽光直射下產(chǎn)生的。如今環(huán)境保護以縣域保護為基本單位，鑒于揮發(fā)性有機物、氮氧化物對人體的危害，各縣都在制定各種防范措施，效果并不理想。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，該縣的加油站、私家車、建筑企業(yè)和餐館等都在增加，是這兩種污染物的主要來源。此外，分布在該縣的大大小小的化工企業(yè)也促成了這兩種污染物的形成。這其中加油站的揮發(fā)物、機動車不斷排放的揮發(fā)性有機物和氮氧化物，這種污染隨著車輛的持續(xù)移動而具有流動性。

（2）工業(yè)爐窯也是氮氧化物制造者，近些年工業(yè)污染治理主要針對高架源，治理效果較為明顯，而低架源污染對地面氮氧化物含量貢獻更大。低架源排放的氮氧化物不斷滯留在空氣中，和存在于空氣中的揮發(fā)性有機物融合并在太陽直射下發(fā)生光化學反應后，自然產(chǎn)生了大量的臭氧。這也是為什么這些年高架源治理突出，但空氣臭氧污染沒有得到有效治理的根本原因。

（3）隨著人口大量涌入城市，樓房建筑規(guī)模越來越大，飯店越來越多，這些是氮氧化物、揮發(fā)性有機物誕生的源頭。由于我國對建筑業(yè)、餐飲業(yè)污染的管控力度不足，直接導致生產(chǎn)經(jīng)營的過程中產(chǎn)生了大量的污染物進入空氣，埋下了巨大的污染隱患。

（4）研究發(fā)現(xiàn)，大部分植物會釋放萜烯類物質(zhì)，其屬于揮發(fā)性有機物范疇，這些物質(zhì)在高溫下會發(fā)生自由基反應而形成臭氧。近年來空氣監(jiān)測站在不斷提醒臭氧污染超標，這和監(jiān)測站周圍具有豐富的植被有關(guān)。

總之，人類生產(chǎn)活動形成的揮發(fā)性有機物、氮氧化物為臭氧的生成提供了便利條件。因為高溫、日照這些都是人類生存所必需的，它們只是臭氧產(chǎn)生的反應條件。所以想要治理臭氧污染還需要從我們的生產(chǎn)生活入手。

4 大氣臭氧污染治理措施

目前，我國大氣臭氧污染治理還處于比較粗放的狀態(tài)，因為日照和氣溫不能人為控制，只能控制揮發(fā)性有機物和氮氧化物的來源。結(jié)合國內(nèi)外經(jīng)驗，對大氣臭氧污染防治提出一些建議。

4.1 技術(shù)措施

（1）積極推進煤改燃。由于煤炭燃燒過程中會生成大量氮氧化物，一般一噸煤燃燒后能夠生成將近20千克氮氧化物。而一般的供熱單位（供熱面積20000 m2）一年能夠燃燒90萬千克煤炭，能夠產(chǎn)生18噸氮氧化物。若是推進煤改燃，煤耗會明顯下降，產(chǎn)生的氮氧化物也會明顯減少。主要是煤改燃對燃煤企業(yè)具有很大的利益，節(jié)省了大量的環(huán)保費用，故而執(zhí)行阻力不大[3]。

（2）尋找代替燃油、燃煤的燃燒材料或者動力源，做到有效替代。以發(fā)電行業(yè)來說，普及風力發(fā)電、水能發(fā)電、太陽能發(fā)電是降低燃煤、燃油污染的關(guān)鍵。

（3）減少揮發(fā)性有機物（以下簡稱VOCs)源頭。①建筑業(yè)盡量使用不含有揮發(fā)性有機物的環(huán)保漆料。②印刷行業(yè)要減少油墨印刷，或者快速普及無墨印刷。目前我國已經(jīng)出現(xiàn)無墨印刷技術(shù)，只是成本較高，還需要進一步整合降低價格才能得到普及。③家具行業(yè)同樣要減少含VOCs材料的使用率，最好利用無污染材料。④汽車維修行業(yè)要多利用水性底色漆。⑤農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要降低農(nóng)藥的使用量，防止含有VOCs的農(nóng)藥溢出有害成分，要采用綠色健康病蟲害防治手段，應當積極普及廣水基化、無塵化、長效緩釋技術(shù)。⑥加油站要引入三次廢氣回收設(shè)備，要錯峰卸油并全過程防止VOCs溢出，還要積極引導市民不要在高溫時加油[4]。

（4）提高企業(yè)環(huán)境污染懲治力度，積極推廣廢氣收集技術(shù)。企業(yè)必須承擔環(huán)保責任，積極采用廢氣收集技術(shù)，全面提升廢氣治理效果。企業(yè)排放必須要符合標準，要有組織排放。尤其是要對企業(yè)當中含有VOCs成分的材料進行封閉式管理，不得泄漏溢出。企業(yè)對含有揮發(fā)性成分的物料儲存、車輛裝載、廢水處理環(huán)節(jié)需要專門采取負壓吸收等技術(shù)進行集中處理。如果有外部排風罩措施，需要將監(jiān)測點安排到距離排風罩最遠處VOCs無組織排放位置，要求風速至少是0.3 m/s。若是企業(yè)采用VOCs物料儲罐來收集廢氣，必須要在保證生產(chǎn)安全的基礎(chǔ)上融入充氮、負壓等收集措施，確保VOCs得到及時回收。汽修單位在噴漆、流平、烘干等操作上，需要于噴烤漆房之內(nèi)完成，同步收集并處理VOCs廢氣。生產(chǎn)鋼構(gòu)以及對應設(shè)備的企業(yè)存在噴漆操作，要求相應的作業(yè)同樣在密閉空間進行，及時收集VOCs并認真處理。

（5）鑒于交通堵塞能夠造成車輛停滯，處在慢速排放狀態(tài)，會造成局部高濃度污染，所以需要積極地改善目前交通堵塞。交通堵塞成因當中主要是一些運輸車輛、重載車輛造成的道路擠占，或者交通事故原因?qū)е碌能囕v排隊。故而要專門對工程運輸車、重載貨車、交通事故展開專項治理，最好的方式建立這些車輛的專門線路便于集中管理。提高交通隊伍工作效率，降低擁堵時間。另外，城市建設(shè)部門能夠積極地建立立交橋來疏通堵塞，減少車輛低速尾氣排放。

（6）對餐飲業(yè)進行嚴格管理，不允許室外燒烤以及隨意排放油煙。為了讓行業(yè)認識到亂排的危害，需要積極展開普法活動。鑒于目前人們喜食燒烤等食物，建議改變炭烤等形式，換電磁爐等方式燒烤，這樣的清潔餐飲方式，必須得到推廣利用。

4.2 國家政策

由于我國臭氧污染的質(zhì)量標準和防治措施還不完善，國家有必要積極立法并引入各行業(yè)的操作標準和法規(guī)。我國2012年才開始治理臭氧污染，并將8小時臭氧平均濃度作為主要衡量指標。而對臭氧的前體物VOCs污染的監(jiān)測手段尚顯不足。地面臭氧監(jiān)測體系也不健全，導致了臭氧污染的防治以及對應的研究不足。而且對應的設(shè)備設(shè)施不足，人才缺乏，整體上還不具有專業(yè)的防控團隊。故而需要國家積極建立專項科研，能夠全面地研究臭氧污染，對其分布特點、成因要提高研究力度，及早出臺對策。

5 總結(jié)

臭氧污染治理是近些年才納入到環(huán)境保護當中的一項工作，該種污染無色無味，而且在天氣晴好溫度較高的環(huán)境下形成，和傳統(tǒng)大氣污染有很大的區(qū)別。其并非直接生成，而是由VOCs和氮氧化物在陽光直射下通過復雜的光化學反應生成，因為VOCs、氮氧化物控制難度高，造成了臭氧污染治理效果不明顯。在今后只能從各個行業(yè)排放入手，采用燃料、材料置換方式，降低臭氧前體物排放，避免過量的臭氧生成。