淺析我國環(huán)境空氣中臭氧污染來源及防治措施

2/2淺析我國環(huán)境空氣中臭氧污染來源及防治措施摘要：隨著經(jīng)濟社會的高速進展，臭氧漸漸成為空氣主要污染物之一，以臭氧為代表的二次污染物濃度呈現(xiàn)上升趨勢。本文主要對空氣中臭氧污染問題進行相關(guān)論述，闡述臭氧污染基本性質(zhì)及形成機理，分析其產(chǎn)生的來源及特征，并針對性地提出防治措施。關(guān)鍵詞：臭氧污染；機理；來源；防治措施

臭氧（O3）主要存在于離地25公里左右的大氣平流層中，即臭氧層。臭氧層在地球大氣化學中起著特別重要的作用，被稱為“地球衛(wèi)士”。但到了近地面對流層，高濃度的O3卻是一種危害較大的污染物。據(jù)統(tǒng)計，近地面大氣中臭氧濃度已增至36%，且在今后50～100年內(nèi)還將以每年0.5%~2%的速度連續(xù)上升[1]。2022年我國環(huán)境空氣質(zhì)量總體改善，主要大氣污染物濃度同比下降或持平，臭氧濃度卻同比上升6.5%。

1臭氧污染基本概述

1.1臭氧污染基本性質(zhì)

1840年，德國科學家Schonbein在電解稀硫酸試驗中發(fā)覺了臭氧的存在，并命名為OZEIN。臭氧（O3），又稱三原子氧、超氧臭氧，淡藍色氣體，微溶于水。常溫下可以自行還原為氧氣，常被用作漂白劑及各種滅菌、消毒劑。全球約有90%的O3集中在平流層，10%分布在對流層，平流層中的O3可汲取短波紫外輻射，使地球生命系統(tǒng)在最大程度上免受損害，對人類和生態(tài)系統(tǒng)都起到愛護作用。臭氧污染是指消失在對流層，即大氣層最底層的污染性O(shè)3。臭氧污染被稱為空氣中的隱形殺手，其對環(huán)境的危害性主要取決于O3的濃度和生物暴露在O3環(huán)境中的時長。根據(jù)我國《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095～2022）規(guī)定，O3日最大8小時平均值一級濃度限值100μg/m3，二級濃度限值160μg/m3。O3濃度超標會對人體健康、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及生態(tài)系統(tǒng)造成諸多不利影響[2]。

1.2臭氧污染形成機理

臭氧的形成是一項特別簡單的過程，它是由大氣中的氮氧化物（NOx）、揮發(fā)性有機化合物（VOCs）、碳氫化合物等物質(zhì)在紫外線的作用下，汲取光能量，破壞原本的化學鍵，發(fā)生光化學反應(yīng)生成的二次污染物。其中，二氧化氮（NO2）分子在紫外線照耀下發(fā)生光解，產(chǎn)生氧原子和一氧化氮（NO），氧原子會與空氣中的氧氣結(jié)合形成O3，而NO能夠與O3結(jié)合重新生成NO2，此循環(huán)過程不斷重復。另外，揮發(fā)性物質(zhì)在紫外線作用下，會產(chǎn)生大量自由基，代替O3使NO生成NO2，導致O3濃度的積累上升，隨之大氣的氧化性增加，空氣中的氮氧化物和硫氧化物等氣態(tài)污染物會轉(zhuǎn)化成硝酸鹽、硫酸鹽等顆粒物，這一系列光化學反應(yīng)產(chǎn)生的混合物被稱為光化學煙霧，O3正是光化學煙霧的主要成分。

2臭氧污染來源及特征

2.1臭氧污染的來源

臭氧污染的來源包括自然?源和人為源。自然?源少部分來自高空平流層O3的流入，平流層和對流層溫度梯度在肯定條件下會遭到破壞，產(chǎn)生“對流層頂折疊”現(xiàn)象，導致平流層中O3向下傳輸?shù)綄α鲗覽3]，另一部分來自閃電、地表森林、濕地系統(tǒng)、生物源等直接釋放的臭氧或臭氧前體物（VOCs、NOx等）的二次反應(yīng)。人為源主要來自機動車、船舶等移動源，燃煤、石油化工、火力發(fā)電等工業(yè)源以及餐飲、干洗等服務(wù)行業(yè)所排放的臭氧前體物的光化學反應(yīng)。討論表明，工業(yè)源影響最大占60%，移動源、居民源和自然?源的貢獻相近約10%[4]。

2.2臭氧污染的特征

臭氧污染具有時間性。臭氧濃度與溫度及天氣條件有較大的相關(guān)性，一般1月份濃度最低，4～10月較高，6～8月達到高峰。從季節(jié)上看，臭氧污染呈現(xiàn)出夏、秋季濃度高，冬季低的特征。就單日來說，O3日變化周期比較明顯，早晨和夜晚濃度低，中午和午后濃度高。而且，晴天O3濃度明顯高于陰雨天。臭氧污染具有地域性。北方城市臭氧污染多發(fā)生在6月，O3濃度月變化規(guī)律呈倒“V”型，南方城市臭氧污染多發(fā)生在5、6、10月，變化規(guī)律呈“M”型[5]，臭氧污染由北向南呈漸漸增加趨勢。對于同一地區(qū)來說，城市工業(yè)區(qū)及下風向郊區(qū)四周O3濃度往往高于居民區(qū)、市中心。大中城市臭氧污染一般呈現(xiàn)中心城區(qū)低，沿市區(qū)向外漸漸增高的環(huán)形分布。

3臭氧污染治理措施

3.1深度治理工業(yè)污染

全面實施工業(yè)污染源提標改造，改善能源結(jié)構(gòu)，嚴控煤炭消費總量；石化、印刷、噴涂等行業(yè)深化實施揮發(fā)性有機物綜合治理，推廣使用水性漆、植物油墨等低揮發(fā)性原料；進展清潔生產(chǎn)，提倡清潔能源，改進工藝設(shè)計，推動企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，進一步削減污染物排放。

3.2加強移動污染源掌握

提升燃油品質(zhì)，推廣使用燃油清潔增效劑，加油站、運油車、儲油庫建設(shè)高效油氣回收設(shè)施。加快淘汰老舊車輛，加強機動車及非道路移動機械尾氣排放檢驗管理，落實區(qū)域禁限行措施。鼓舞市民使用新能源汽車，引導市民綠色出行，削減機動車尾氣排放。

3.3強化生產(chǎn)生活管控

加強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中農(nóng)藥噴灑管理，嚴控高揮發(fā)性農(nóng)藥。干洗店錯時營業(yè)，使用低揮發(fā)性清洗劑。全面整治車輛修理小微企業(yè)，科學收集處置廢機油、廢棉紗、廢手套。實施餐飲業(yè)油煙排放強化管控，安裝使用高效油煙凈化設(shè)施。

3.4提升監(jiān)測分析力量

加強臭氧前體物監(jiān)測力度，不斷提高環(huán)境監(jiān)測和監(jiān)控力量。聯(lián)合企業(yè)、科研院所、大中院校討論制定VOCs排放清單，深化實施污染源頭的分析和討論工作，摸清污染類型、成因及相關(guān)機理，并針對性的提出細致有效的臭氧管控措施。

4結(jié)語

近年來，光化學污染大事屢屢發(fā)生，臭氧污染對人類健康和生態(tài)環(huán)境的危害已不容忽視。臭氧污染防治需要深化區(qū)域聯(lián)合防控，全社會各行業(yè)各部門通力協(xié)作，綜合運用多種措施和相關(guān)技術(shù)手段，科學防治臭氧污染。

參考文獻

[1]IPCC.IPCCFourthAssessmentReport：ClimateChange2022（AR4）.Http：//.ipcc.ch/.

[2]王雪松，李金龍，張遠航，等．北京地區(qū)臭氧污染的來源分析[J]．中國科學，2022，39（6）：548-559．

[3]SUDOK，AKIMOTOH．Globalsourceattributionoftroposphericozone：Longrangetransportfromvarioussourceregions[J].JournalofGeophysicalResearch，2022，112（D12）：1-21.