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臭氧成為今夏大氣污染元兇2

2019-11-10 18:43:36| 来源:| 编辑:| 点击:0次

臭氧成为今夏大气污染元凶

近段时间,“臭氧超越PM2.5成我国大部分城市空气首要污染物”的说法在媒体频频出现,与“张牙舞爪”的雾霾相比,臭氧“低调”得多,悄悄地“隐藏”在万里晴空中目前,从全国来看,夏季臭氧污染严重,且呈现加重趋势,北方臭氧污染一年有1 个峰值,而南方则每年有2 个峰值,甚至新疆、西藏等地区也面临臭氧污染问题  1、臭氧污染概述  臭氧,也就是O3,是氧气的同素异形体在常温常态常压下,较低浓度的臭氧是无色气体,当浓度达到 15%时,呈现出淡蓝色;具有青草的味道,吸入少量对人体有益,吸入过量对人体健康有一定危害,它是一种强氧化剂,具有很高的活性,杀菌能力比氯大倍,常被用作漂白剂 、除臭剂以及空气和饮用水的灭菌剂自然状态下,臭氧主要存在于距地球表面20~35公里的同温层下部的臭氧层中,它吸收对人体有害的短波紫外线,防止其到达地球,以屏蔽地球表面生物,不受紫外线侵害如果平流层的臭氧含量减少,地面的紫外辐射强度就会增加,导致皮肤癌发病率增高,伤害眼睛,抑制农业作物等的生长,影响生态平衡和水体自净能力等同时还会造成地面光化学反应加剧,使近地面的臭氧浓度增高大气中臭氧的分布具体见图   环境空气质量所谈及的臭氧,就是近地面的臭氧近地面污染是““健康杀手”所以,有句话形容臭氧再合适不过——在天成佛、在地成魔  臭氧在常温常压下,稳定性较差,因此近地面臭氧污染的时间性和季节性都很明显臭氧浓度在清晨是非常低的,8点之后,随着形成臭氧的废气越来越多,日照时间越来越长,臭氧浓度也逐渐升高,于14点到16点之间达到峰值,之后再缓慢降低,到晚上8点后,臭氧浓度又恢复了较低状态一年之中,臭氧浓度的最高峰集中在夏季这期间,对臭氧的形成可谓是“天时地利人和”:日照强、云量少、风力弱近地面臭氧浓度的增高,会造成一系列不利于人体健康的影响,儿童、老年人或者某些疾病患者对臭氧更加敏感,危害更大人长期在室外暴露于臭氧污染的空气中,可引起咳嗽、喉部干燥、胸痛、粘膜分泌增加、疲劳、恶心等;   2、臭氧的污染来源   近地面造成污染的臭氧,一部分来自于高空臭氧层的流入,一些来自于土壤、闪电、生物排放等等,这些可以归为“天然源”但是,造成污染的主力军却是——“人为源”:汽车、工厂等污染源,他们排入大气的挥发性有机污染物(VOCs)和氮氧化物(NOx)等一次污染物,在强烈的阳光紫外线照射下,吸收太阳光的能量,使原有的化学链遭到破坏,发生光化学反应,生成臭氧、过氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物参与反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物称之为光化学烟雾,臭氧是光化学烟雾的主要成分臭氧的生成和光照、气温等密切相关,在一定浓度的一次污染物条件下,光照强、温度高,臭氧生成的光化学反应条件就越成熟,近地面臭氧浓度就越高,所以夏季在视觉上往往是晴空万里的好天,臭氧就容易超标  NOx包括多种化合物,由于大多数氮氧化物均极不稳定,遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮,因此大气中NOx主要为一氧化氮和二氧化氮,并以二氧化氮为主大气中氮氧化物主要来源为所有化石燃料与空气在高温燃烧、汽车尾气、生产硝酸废气以及雷电等产生  VOCs是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的英文缩写是指在常温下,沸点50℃-260℃的各种有机化合物VOC按其化学结构,可以进一步分为:烷类、芳烃类、酯类、醛类和其他等目前已鉴定出的有300多种最常见的有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二异氰酸酯(TDI)、二异氰甲苯酯等VOCs来源广泛,主要污染源包括工业源、生活源工业源主要包括石油炼制与石油化工、煤炭加工与转化等含VOCs原料的生产行业,油类(燃油、溶剂等)储存、运输和销售过程,涂料、油墨、胶粘剂、农药等以VOCs为原料的生产行业,涂装、印刷、粘合、工业清洗等含VOCs产品的使用过程;生活源包括建筑装饰装修、餐饮服务和服装干洗因此,削减氮氧化物,做好挥发性有机污染物的减排势在必行  3、臭氧治理   臭氧污染治理是一个国际性话题美国洛杉矶经过几十年治理,情况大有好转,但仍有臭氧超标与美国单一的臭氧污染不同,我国是臭氧与PM2.5污染交织,相互作用,近年随着治污降霾力度的加大,PM2.5治理初现成效,但同时也相对提高大气透明度,增加了太阳辐射,也从一定程度促进臭氧浓度的升高  由于臭氧是典型的二次污染物,控制其前体物(氮氧化物和挥发性有机化合物)是减排的关键但如何科学制定挥发性有机物和氮氧化物减排比例是当前臭氧污染治理的一大难点想要有效实现臭氧浓度降低,需要控制一次污染物NOx和VOCs,但二者与臭氧污染又是非线性关系,只有按比例降低时才会有效地减少大气臭氧浓度,而目前这个比例还不好拿捏如果单纯降低一种,有可能臭氧浓度反而增加  监测数据显示,在地区分布上,城市郊区、风景区的臭氧浓度往往比市中心高,特别是当郊区处于城区下风向的时候其主要原因是由于臭氧特别活泼,形成后会继续与其他污染物发生反应,因此市中心不断加剧的污染排放,会暂时把臭氧“吃掉”,把它变成其他污染物后,又随风飘向郊区,重新变回臭氧假如市区的臭氧浓度值比郊区略低,多半原因为市区的其他污染物太多,暂时使臭氧变异因此臭氧治理艰巨复杂,需各方联合持久用力,才能有效国务院2013年出台的《大气污染防治行动计划》明确提出,要“加强灰霾、臭氧的形成机理、来源解析、迁移规律和监测预警等研究,为污染治理提供科学支撑”业内专家认为,对臭氧污染这一环保新课题,各级政府必须高度重视,应在加强基础性研究和顶层设计的基础上,采取综合治理措施  中国环境科学研究院副院长柴发合等人认为,应将臭氧前体物纳入国家减排指标,制定针对挥发性有机化合物、氮氧化合物的总量控制规划臭氧前体物也是PM2.5二次颗粒物前体的一种,臭氧与PM2.5治应该结合起来,综合考虑,不能“头疼医头,脚疼医脚”此外,鉴于臭氧污染是一种光化学污染,气温高时污染加剧,因而在考虑全球变暖问题时也要加入臭氧的考量柴发合说,臭氧前体物在不同地方比例不同,即便在同一个城市,城区与郊区的比例也有差别各地要把不同地方的臭氧形成机制搞清楚,通过监测摸清楚臭氧前体物的具体比例、排放源的位置,这样才能“对症下药”而这方面工作需要环保部门与科研机构的通力合作  专家还建议实行区域大面积综合治理臭氧前体物是流动性很强的物质,一个地区产生的氮氧化合物可能本地人感觉不到,反而飘到其他地方形成臭氧单个城市治理臭氧效果不会太明显,应在臭氧污染严重的地区建立区域防控机制  专家还认为,从技术层面上说,治理臭氧前体物的重点应放在“车、油、路、厂”四个方面:提升汽车尾气排放标准,改善汽车尾气装置,减少排放;提升燃油质量;同时,逐步实现公交车、出租车改用燃气;治理交通拥堵;淘汰落后产能,控制燃煤电厂、水泥、涂料、油墨印刷厂等企业排放的氮氧化合物、挥发物  4、宝鸡臭氧污染现状及治理对策、  据统计,近三年来,关中地区大气颗粒物、二氧化硫等指标稳定下降,但臭氧呈现出浓度升高、污染加重的趋势宝鸡市区在大力推大气进污染防治的大势下,各项指标浓度近年来也均呈现持平或下降趋势,仅臭氧浓度逐年升高,污染比例逐年加大市区空气质量首要污染物冬季以PM2.5污染为主,春秋季PM10浓度偏高,夏季臭氧污染较重2014年、2015年宝鸡市区臭氧超标污染均为7天,全部集中在7、8两月2016年受厄尔尼诺现象影响,陕西关中地区温度较2015年同期偏高,导致整个关中地区臭氧污染比往年来得早,持续时间长1至8月,我市臭氧污染浓度达到165μg/m3,同比上升20.44%;由臭氧所导致的污染天数共31天,同比增加24天,占污染天数的37.8%  宝鸡市臭氧污染同样呈现明显的季节变化,其大小依次排列为夏季、春季、秋季和冬季臭氧超标污染全部集中在春夏季节,夏季污染天几乎全部为臭氧超标导致从日浓度变化来看,早上7时左右臭氧浓度处于当日最低值日出后,光化学反应增强,排放源产生的和氮氧化物及挥发性有机化合物浓度也逐步积累向臭氧转变,致前体物浓度下降,臭氧浓度升高,一般16时臭氧浓度达到当日最高值,19时太阳辐射减弱,但受城市热岛效应影响,气温下降缓慢,且正值交通晚高峰,城区车流量大,尾气增多,臭氧浓度下降缓慢,甚至有时在不利气象条件作用下,受外地传输和本地污染堆积影响,此时也易形成全天臭氧污染高峰因此,宝鸡市区的日臭氧浓度小时变化曲线一般呈单峰型,谷值出现在早晨5 -8时,峰值出现在午后时,但有时峰值也出现在傍晚时分,峰谷和峰值相差近4倍,日浓度变化特征显著  宝鸡市为有效控制近地面臭氧污染,今年6月特邀请中科院地环所对今夏宝鸡市区臭氧进行污染源解析工作,力求为后期污染的有效控制提供科学依据  中科院地环所对宝鸡市区臭氧污染的前体物氮氧化物和VOCs的主要来源进行解析,采用PMF受体模型对VOCs来源进行计算,根据不同行业的特征标识物(工业源为苯系物,烯烃;汽油挥发为C3-C6烷烃,苯系物;柴油车尾气为C9-C10烷烃,苯系物C2-C5烯烃;汽油车尾气为C2-C6烯烃,苯系物,C3-C6烷烃;涂料挥发包括沥青的有机物挥发(重烷烃),油漆类涂料(苯系物,甲苯,乙苯,苯乙烯等); 生物源为异戊二烯)基本确定了6个VOCs排放源:1. 工业源占21% ;2. 汽油挥发占3% ;3. 柴油车尾气占29% ;4. 汽油车尾气占16%;5. 涂料挥发占20% ;6. 生物源(植物排放)占5%  通过分析专家形成初步结论:1、 宝鸡市近地表臭氧污染主要受VOCs的控制,控制VOCs的排放是控制近地表臭氧污染的关键;2、 宝鸡市VOCs处于较高的浓度水平,其中苯系物存在显著的污染源;3、宝鸡市VOCs污染源复杂,工业源、机动车尾气、涂料挥发等污染源对区域VOCs的污染具有较强的影响  陕西省环境科学研究院总工,环境战略研究所所长陈洁说:国家环保部已将VOCs列入“十三五”主要污染物减排目标针对关中臭氧污染比较严重的情况,陕西省也采取一系列的措施,目前正在制定挥发性有机物的排放标准,针对一些重点的行业来控制它,削减挥发性有机物的排放我省环保厅联合省技术监督局制定了《重点行业挥发性有机物排放标准》,对汽车制造,表面涂装、印刷、木质家具制造、电子产品制造、涂料、医药、橡胶制品等行业提出了排放标准,即将分布实行”  据此,我市今年以来也采取了一系列措施首先是开展挥发性有机物污染治理制定了《宝鸡市重点行业挥发性有机物2016年综合整治工作方案》,针对表面涂装等重点行业,下达了20个挥发性有机物污染治理项目,通过源头控制与末端治理相结合的方式,来减少挥发性有机污染物的排放其次是加快氮氧化物治理工程进度对照大气污染物特别排放限值,加快实施工业企业烟气氮氧化物治理工程,重点下达了岐山县岐星热力公司、扶风县祥云热力公司共5台燃煤锅炉合计320蒸吨氮氧化物治理项目目前,岐山县岐星热力公司2台燃煤锅炉吨氮氧化物治理项目7已完成三是严控机动车尾气超标排放制定了《宝鸡市2016年机动车集中停放地、维修地监督抽测工作方案》,在全市各县区开展机动车集中停放地、维修地尾气监督抽测工作目前,已在金台区、渭滨区、凤翔县开展了抽测工作,共抽测车辆135辆,不合格37辆,对检测结果不合格的车辆,已责令限期维护和复检,严控高排放车辆上路行驶此外,还对餐饮企业进行了全面排查,要求已安装油烟净化设施的餐饮企业对净化设施进行维护,确保设施正常运行,油烟排放达标  下一步,市政府将针对当前臭氧污染严重的状况,按照中科院地环所臭氧污染源解析结果,进一步深入研究,强化措施,加快挥发性有机物和氮氧化物治理项目实施进度,加大露天烧烤和露天喷涂作业等打击力度,尽全力削减挥发性有机物和氮氧化物排放,遏制臭氧污染  5、公众防护和治理  针对公众提出的如何规避臭氧污染问题,专家指出,最好的办法是“错峰出行”,即尽量在高温和强光照的时间待在室内选择在夏季的中午进行户外活动是不明智的与PM2.5呈细颗粒状不同,臭氧是以气体的状态存在的,就预防器具而言,仅有带吸附功能的口罩有一些效果室内的臭氧浓度一般都比室外低50%,如果房间密封良好,采用了空调系统的话,臭氧浓度就会更低不过,电机运转中放出的火花、静电复印及电视机的工作过程,都会使空气中的部分氧气转变为臭氧所以机电房、静电复印机房、计算机机房等都是臭氧高发地,反而要注意通风  同呼吸,共担责,为减少臭氧污染,实现清洁大气,建议大家日常工作生活中做到以下几点:  在春末、夏季和初秋季节的下午和傍晚减少汽车的使用  不要在这些时间使用以汽油为动力的草坪设备  不要在这些时间给汽车加油  不要在这些时间生火或进行户外烧烤  保证汽车或船舶的发动机处于正常状态  确保轮胎适当充气  使用环保油漆、清洁剂和办公用品(其中部分化学品是VOC的来源)

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