
应深入开展机理研究,,,,,,,既要从微观着手,,,,,,,研究每种排放VOC的光化学反应,,,,,,,探讨其生成或消耗臭氧的特性,,,,,,,也要重视宏观分析,,,,,,,观察综合效果,,,,,,,从而指导防治方向。。。。。
建议进一步统筹城乡臭氧监测,,,,,,,准确掌握臭氧污染的分布情况,,,,,,,进而宏观分析其与其他环境空气污染指标的相关性,,,,,,,合理协同控制或单独控制。。。。。
常规监测的6项环境空气质量指标中,,,,,,,PM2.5和臭氧是超标频率最高的首要污染物。。。。。每年11月至次年4月,,,,,,,易多发PM2.5超标现象,,,,,,,臭氧超标则集中在每年6月~10月。。。。。臭氧在高温季节大范围反复发生污染,,,,,,,究竟是以自然过程为主,,,,,,,还是人类活动导致的环境危害????????笔者认为,,,,,,,有必要对这一问题进行深入研究,,,,,,,这样既能揭示臭氧污染真相,,,,,,,也能指导各地制订防治策略,,,,,,,避免出现工作失误。。。。。
臭氧污染的基本特征
自2014年全国范围内大规????????钩粞跫嗖庖岳矗,,,,各地获得了丰富的基础数据。。。。。根据各方面的报道,,,,,,,这些城市表现出来的臭氧污染特征高度一致,,,,,,,臭氧浓度变化趋势基本吻合。。。。。以长沙市为例,,,,,,,臭氧浓度的日变化规律为凌晨浓度较低,,,,,,,随着时间推移和辐射强度增加,,,,,,,臭氧浓度逐渐升高,,,,,,,最早在上午10点后即发生臭氧污染。。。。。但一般是中午12∶30至17∶30时段的臭氧污染较重,,,,,,,夜间也有可能出现短时臭氧污染。。。。。(夏季典型日的臭氧浓度变化曲线详见图一。。。。。)
从季度性变化规律来看,,,,,,,夏秋季节的臭氧污染明显强于冬春季节。。。。。2013年~2015年长沙市监测结果表明,,,,,,,臭氧污染的季节性变化规律非常稳定,,,,,,,只是每年臭氧污染绝对浓度值有波动。。。。。特别是在污染物减排取得明显成效的情况下,,,,,,,臭氧污染反而更加严重。。。。。(见图二)类似情况也发生在其他城市。。。。。
总体来看,,,,,,,天气条件对臭氧污染的形成起重要的决定作用。。。。。晴天,,,,,,,臭氧污染最重,,,,,,,多云天气次之,,,,,,,而阴雨天的臭氧污染最轻。。。。。相对温度、风向和风速等气象因素也影响臭氧污染水平,,,,,,,相对湿度小、风速较小时易发生臭氧污染。。。。。
在夏秋季节,,,,,,,臭氧污染是全国性范围的,,,,,,,而且光照条件越好的监测点位,,,,,,,臭氧污染越严重。。。。。即使是在南岳背景站,,,,,,,也能观察到臭氧在午后明显升高的现象,,,,,,,其浓度的日变化趋势与城区基本相同。。。。。
臭氧污染机理分析
臭氧污染的形成机理问题,,,,,,,目前存在较大争议。。。。。
有的学者认为,,,,,,,挥发性有机物(VOCS)和氮氧化物(NOX)是生成臭氧的重要前体物,,,,,,,是VOCS和NOX污染诱发了臭氧污染。。。。。
但也有研究表明,,,,,,,臭氧的化学反应活性强,,,,,,,一旦VOCS和NOX进入臭氧高浓度区,,,,,,,以反应消耗臭氧为主。。。。。因此,,,,,,,在VOCS和NOX释放量大的区域,,,,,,,臭氧浓度反而低。。。。。表现在区域规模上,,,,,,,城市的上下风向处的臭氧浓度较高,,,,,,,而城区上空的臭氧浓度是最低的。。。。。
还有研究表明,,,,,,,植物排放的VOCs量远超过人类活动的排放量。。。。。即使将人类活动排放的VOCs降至零,,,,,,,自然产生的VOCs仍可能使臭氧超标。。。。。
意大利等国的研究则否认了VOCs等排放对臭氧污染的贡献。。。。。在这些国家,,,,,,,VOCs和NOx的排放已降至最低水平,,,,,,,但在高温天气午后的臭氧污染依然非常严重。。。。。国内的云南、贵州、青海等省份,,,,,,,尤其是大量的县级城镇,,,,,,,其VOCs和NOx排放水平很低,,,,,,,但表现出与沿海发达地区相同的臭氧污染规律,,,,,,,表明臭氧背景值污染不容忽视。。。。。
笔者认为,,,,,,,VOCS种类繁多,,,,,,,有的有机物通过光化学反应生成臭氧,,,,,,,也有的有机物发生光化学反应需要消耗臭氧。。。。。在光照、温度和湿度等条件都适宜的情况下,,,,,,,究竟是以生成臭氧为主,,,,,,,还是消耗臭氧的反应占优势,,,,,,,就要分析污染区域内环境空气中的臭氧浓度是上升还是下降了。。。。。从长株潭城市群来看,,,,,,,三市品字接壤,,,,,,,市中心相距不过40公里。。。。。统计分析表明,,,,,,,长沙市的臭氧污染相比其他两市是最轻的,,,,,,,而其VOCs的排放量和汽车保有量等无疑是最高的。。。。。如果把某个城市或区域的上空看作是一个黑箱,,,,,,,里面发生了很多复杂的化学反应,,,,,,,微观过程纷繁多样,,,,,,,但最后的输出结果是臭氧浓度下降了。。。。。那么,,,,,,,从宏观上分析,,,,,,,并不是VOCs等排放加重了臭氧污染,,,,,,,反倒是消耗臭氧而减轻了污染危害。。。。。
一般认为,,,,,,,臭氧污染是光化学控制过程。。。。。目前,,,,,,,对VOCs的监测不系统,,,,,,,但其种类和浓度存在较大的地区差别,,,,,,,对臭氧污染的影响方式是不一样的。。。。。NOx的监测数据完整,,,,,,,但其日变化趋势与臭氧污染特征明显不同步。。。。。NOx早晚两个高峰浓度出现时,,,,,,,并不对应于臭氧污染严重时段。。。。。冬季NOx的浓度比夏季高得多,,,,,,,也未诱发严重的臭氧污染。。。。。由此可见,,,,,,,在城市上空的大气黑箱中,,,,,,,反应生成臭氧并不是受NOx的浓度限制,,,,,,,而是缺少光化学条件。。。。。
臭氧具有强氧化性而极不稳定,,,,,,,长距离传输的可能性不大,,,,,,,中途会因卷扫效应而消耗殆尽。。。。。因此,,,,,,,VOCs和NOx排放引起的臭氧污染应是区域性质的。。。。。因此,,,,,,,应深入开展机理研究,,,,,,,既要从微观着手,,,,,,,研究每种排放VOC的光化学反应,,,,,,,探讨其生成或消耗臭氧的特性,,,,,,,也要重视宏观分析,,,,,,,观察综合效果,,,,,,,从而指导防治方向。。。。。
臭氧污染防治策略
笔者认为,,,,,,,有效防治臭氧污染,,,,,,,当务之急是通过监测等手段区分不同来源的贡献比例,,,,,,,分析可能采取的治理措施,,,,,,,才能获得最大改善效益。。。。。
一般认为,,,,,,,臭氧污染是二次生成,,,,,,,尤其要与VOCs和NOx污染联合控制。。。。。其中,,,,,,,VOCs单独也是要严控的,,,,,,,其本身往往毒性较大,,,,,,,直接危害人体健康,,,,,,,应采取措施降低排放量。。。。。至于NOx污染,,,,,,,从南方地区的监测结果看,,,,,,,一般远低于控制标准。。。。。臭氧污染是不能直接治理的,,,,,,,因为除复印等少数行业外,,,,,,,没有成规模的人为活动排放源。。。。。目前对间接治理技术的认识,,,,,,,主要是减少VOCs和NOx的排放。。。。。VOCs的底数并不清楚,,,,,,,无法评述其治理成效。。。。。单从NOx控制看,,,,,,,其本身浓度并不高,,,,,,,从环境安全角度考虑,,,,,,,完全可不考虑治理措施,,,,,,,从理论计算,,,,,,,即使将NOx浓度全部降至背景水平,,,,,,,其生成减少的臭氧量对控制臭氧污染可能也是杯水车薪。。。。。
臭氧污染具有明显的阶段性。。。。。在一天的大部分时段,,,,,,,除VOCs情况不明外,,,,,,,NOx和臭氧的浓度都是安全的,,,,,,,不需要采取特别的治理措施。。。。。臭氧污染一般集中在每天的12:30~17:30,,,,,,,而此时的NOx浓度已降至很低水平。。。。。如果NOx是累积到每天的12:30~17:30才产生次生危害,,,,,,,那么NOx需要全天候控制。。。。。但若NOx浓度在一天内处于自然波动状况,,,,,,,只是在午后被作为前驱物消耗掉,,,,,,,那么就没有办法在臭氧污染时段精准施策,,,,,,,单独控制NOx污染。。。。。对VOCs的治理可能面临同样的难题。。。。。从季节分布来看,,,,,,,至少在冬春季节,,,,,,,NOx和臭氧污染是不需要特别控制的。。。。。就降低治理成本而言,,,,,,,控制VOCs和NOx污染应根据季节采取差别化的策略。。。。。
国外已明确提出,,,,,,,进一步降低NOx浓度并不是出于健康影响考虑,,,,,,,而是防止其作为前驱物加重臭氧污染。。。。。减排VOCs的健康和环境效益可能更复杂。。。。。有鉴于此,,,,,,,这3项污染指标如何联防联控还要开展大量的基础研究,,,,,,,不是简单的臭氧污染倒逼VOCs和NOx减排问题。。。。。实际上,,,,,,,很多地方根本就没有VOCs和NOx减排潜力,,,,,,,而臭氧污染依然严重,,,,,,,控制其环境危害的思路就有必要做适当调整。。。。。
臭氧污染给旺财28官网系统带来的压力有目共睹,,,,,,,应考虑人为影响因素,,,,,,,但自然背景值的存在同样不容忽视。。。。。其中尚未揭示的真相要加快探索进程,,,,,,,海量监测数据和大气环境化学的进展已能提供相关科技支撑。。。。。建议进一步统筹城乡臭氧监测,,,,,,,准确掌握臭氧污染的分布情况,,,,,,,进而宏观分析其与其他环境空气污染指标的相关性,,,,,,,合理协同控制或单独控制。。。。。对臭氧污染,,,,,,,在认识还不彻底、全面的情况下,,,,,,,既不要盲目轻敌,,,,,,,使敏感人群暴露于污染危害中,,,,,,,也不要夸大事实,,,,,,,人为制造紧张甚至麻烦,,,,,,,特别是防止过度治理,,,,,,,造成投资浪费。。。。。国内有计划监测臭氧污染的时间并不长,,,,,,,其评价和治理等都允许有一个逐步深入的过程,,,,,,,要加强阶段性成果的回顾分析,,,,,,,持续修正努力方向,,,,,,,尽量少走弯路。。。。。
其次,,,,,,,修订完善臭氧污染评价体系。。。。。新的环境空气质量标准规定臭氧的二级日最大8小时平均浓度限值为160μg/m3,,,,,,,1小时平均浓度限值为200μg/m3,,,,,,,相对于1996年160μg/m3的1小时平均浓度限值,,,,,,,实际是有所放松的。。。。。按AQI计算规则,,,,,,,臭氧1小时浓度值不用于计算每天的AQI指数,,,,,,,仅用来反映小时健康影响程度,,,,,,,提示直接接触臭氧污染的人群应采取防护措施,,,,,,,而日均AQI指数计算采用臭氧8小时滑动平均值。。。。。
建立科学的臭氧污染评价体系是个复杂的问题。。。。。如果取24小时平均值评价,,,,,,,有可能掩盖了污染事实;;;;;按1小时均值做超标评价,,,,,,,结果肯定过于严厉;;;;;目前采用8小时均值评价,,,,,,,基本集中在10:00~18:00时段,,,,,,,仍有评价结果偏严之嫌。。。。。臭氧的健康危害是与人体的接触时间、剂量和摄入途径等密切相关的。。。。。一般来讲,,,,,,,室内空气很少臭氧超标,,,,,,,即使是高温天气的午后,,,,,,,环境空气中的臭氧污染很重,,,,,,,飘进室内后也被还原消耗,,,,,,,不会导致室内的臭氧污染。。。。。而在室外臭氧污染高峰时段,,,,,,,即高温天气的13:00~16:00左右,,,,,,,也正是人群活动较少时段,,,,,,,无意中避免了臭氧污染对人体造成的伤害。。。。。
综上所述,,,,,,,分析臭氧的健康威胁必须综合考虑人体的耐受能力、市民室内室外活动规律和臭氧浓度在室内室外的差异性分布等因素。。。。。人体暴露于臭氧危害的特点决定了确定臭氧污染评价标准的难度。。。。。相关基础研究必须跟进,,,,,,,既不能因为有污染治理压力而降低评价标准,,,,,,,使市民健康失去保障,,,,,,,也不能在缺乏依据的条件下任意收严标准,,,,,,,人为制造污染假象,,,,,,,带来不良社会影响。。。。。(据中国环境报)
作者单位:国家环境保唬唬唬唬护重金属污染监测重点实验室
