臭氧污染怎么办?

    前几年,北方频发的雾霾让细颗粒物(PM2.5)进入大众视野,并引发关注。随着治理力度不断加大,我省PM2.5浓度连年下降、达标,“广东蓝”日益成为常态。

    相比之下,另一种鲜为人知的污染物臭氧(O3)却日益成为影响优良天数比例(AQI达标率)的重要因素。从省生态环境厅公布的今年前五个月全省空气质量状况数据来看,臭氧作为全省首要污染物,占比达39.9%。

    ●南方日报记者 张子俊 卞德龙

    通讯员 粤环宣

    近地臭氧从哪里来?

    臭氧是一种具有强氧化性的气体。大气中90%以上的臭氧存在大气层的上部或平流层,离地面有10—50千米,这些臭氧能够吸收紫外辐射,避免人类受到紫外线的伤害。

    而在近地面聚集高浓度的臭氧,将会降低大气能见度,导致温室效应,还可能对人体造成损害。

    华南理工大学环境与能源学院院长叶代启介绍,臭氧浓度较高时会刺激眼睛,让视觉敏感度和视力降低。也会引发肺功能改变,甚至引起肺组织的损伤,特别是对于支气管炎患者,暴露在臭氧中将受到明显损害。

    据了解,长期吸入臭氧可能造成组织缺氧,使甲状腺功能受损,骨骼钙化,破坏皮肤中的维生素E,让皮肤长皱纹、黑斑等,加速人体衰老,严重暴露时甚至可能导致死亡。

    因为臭氧产生的时间恰逢大多数植物生长季,臭氧浓度增高会对植物叶片造成伤害,导致农作物减产、森林生产力下降等。

    臭氧积累到一定水平后,还可能形成光化学烟雾,美国洛杉矶光化学烟雾事件、英国伦敦烟雾事件均与此有关。

    臭氧从哪来?广东省生态环境厅大气环境管理处负责人介绍,近地面的臭氧主要是由大气环境中的挥发性有机化合物(VOCs)和氮氧化物(NOx)在阳光照射下发生光化学反应生成的。

    臭氧已成为全省首要污染物

    近年来,全国整体臭氧浓度同比均有不同程度上升,其中珠三角、京津冀、长三角三大区域臭氧评价浓度均呈波动上升趋势,目前珠三角臭氧污染水平优于京津冀、长三角。

    从广东省层面看,全省和珠三角地区,臭氧评价浓度仍处于低浓度可控水平,但均呈现波动上升趋势。

    国控空气监测网观测数据显示,2014年—2018年,全省、珠三角臭氧分别上升5.5%、5.1%,全省、珠三角平均每年上升2微克/立方米。其中,2018年广东省臭氧最大8小时均值第90百分位浓度为154微克/立方米,同比2017年上升0.7%;珠三角地区为164微克/立方米,超过我国臭氧日最大8小时平均浓度限值二级标准160微克/立方米的要求。

    “臭氧已经成为影响我省AQI达标率的重要因素,在2018年,臭氧作为全省首要污染物的比例达59.6%。”省生态环境厅负责人表示,部分城市臭氧浓度始终在高位运行,臭氧区域浓度均值尚未出现下降趋势。

    此前,省生态环境厅公布的2019年1月—5月全省空气质量状况数据显示,全省PM2.5平均浓度继续下降,为27微克/立方米,而臭氧作为全省首要污染物比例达39.9%,高于PM2.5的30.6%。

    进入夏季,臭氧形成所需的光照晴好天气条件将更为集中出现,叶代启表示,光照充足且气温较高,臭氧污染可能会更加严重。

    种类多来源复杂VOCs治理难

    除了天气条件,VOCs、NOx也是臭氧形成的必备条件。广东环境保护工程职业学院教授级高工钟流举曾打了一个形象的比方,就像治疗痛风一样,痛风表现为尿酸高,减少尿酸高则要少吃海鲜少喝啤酒。臭氧相当于痛风,尿酸高相当于光化学反应,海鲜啤酒才是治理的重点即“VOCs、NOx”。

    在省环境监测中心副主任区宇波看来,和NOx比起来,“VOCs是臭氧治理工作的难点和关键。”他进一步解释道,NOx主要来自机动车、发电厂、燃煤锅炉等排放。经过治理,2011年起全国的NOx排放量已逐年下降。VOCs主要来自机动车、石化工业排放和有机溶剂挥发等。VOCs种类繁多,包含甲醛、苯、二甲苯、各种芳香烃等上百种有机物,来源复杂,研究难度大。

    “对大气VOCs的科学认识还远不能满足大气环境质量改善的管理和决策需求。”区宇波认为,国家层面仍缺少对大气VOCs污染状况的研究,特别是缺乏系统的VOCs排放源清单和源成分谱库、以及缺乏基于环境质量目标的VOCs总量控制技术方法。

    “VOCs具有挥发性,从原料存放到生产,期间每一个工序都伴随着排放,必须针对全过程的各个环节排放采取针对性的治理。”区宇波说,现在“排放—治理”一体化管理研究较为匮乏,企业和管理部门对具体的污染源控制和治理工作缺乏足够经验可供参考,成为控制VOCs排放的瓶颈问题。

    此外,还存在监测能力不足、治理措施和标准不完善等问题。区宇波指出,VOCs监测是基础,虽已经有色谱法、质谱法、光谱法等多种在线测量技术,并已建立固定污染源废气VOCs在线监测系统,但在线监测方法在质量控制、质量管理体系标准规范上仍不完善。

    区宇波介绍,实践中对VOCs排放量及化学组分的动态监测,大部分地区仍以“手工采样+离线分析”为主,监测频次和监测结果的时效性明显不足,无法及时反映气体浓度变化情况。

    区宇波表示,多项相关法规、政策和标准已经陆续推出,基本涵盖了大部分重点行业和领域,推动了VOCs减排有法可依、有据可查。但由于此前的研究基础薄弱、缺乏基础数据,现有的VOCs排放标准仍不完善,还有一些重点行业的排放标准尚未立项,致使排放标准体系的建立进展迟缓,制约了VOCs治理工作的总体推进。

    VOCs在线监测技术是未来趋势

    喷漆、晾干、打磨、上蜡,在佛山桂城红木行业绿色服务中心,工人们正在集装箱般的隔间内处理家具。“通过共享设备,将产生污染的工序集中起来管理。”南海区桂城街道环保办主任陈德球介绍,废气经过水帘柜、活性炭过滤吸附箱等净化后排出,每年削减大气VOCs排放量约20吨。

    据了解,广东正加快对重点行业,如工业涂装、印刷、制鞋、家具制造等的VOCs排放治理,积极探索生态环境市场化机制。在佛山,依托“一证式”管理,顺德区率先推行VOCs交易试点。同时通过加大对移动源排放控制的力度,利用机动车排气检测监管平台、遥感监测、黑烟车抓拍等技术手段加强在用车排放管理。7月1日起,广东正式实施轻型汽车国六排放标准,与国五标准相比,氮氧化物(NOx)下降42%,总碳氢化合物(THC)和非甲烷碳氢化合物(NMHC)分别下降50%。

    而在VOCs的监测技术方面,区宇波表示,相比于离线监测技术,在线监测技术时间分辨率高,避免了样品的保存运输等带来的干扰,应该成为未来VOCs分析检测发展的主要方向。

    广东省环境科学院负责人也提到,各地区臭氧形成机制的差异较大,特征不同,仍需深入研究、精准施策。臭氧污染具有流动性,城市的下风向地区夏秋季容易出现臭氧峰值。因此,需要有区域防控意识,对NOx和VOCs进行协同控制。

    策划统筹:李江萍 谢庆裕

    专家观点

    华南理工大学环境与能源学院院长叶代启:

    实行分区控制 制定针对性防治路线

    广东一直对大气污染物的防治工作十分重视。经过多年的努力,珠三角地区的一次污染物已经得到了较为有效的控制。近年来,广东陆续发布了《2017年珠江三角洲地区臭氧污染防治专项行动实施方案》等,针对臭氧污染提出防控要求,但总体来说,由于广东属于臭氧前体物大量排放、气候条件有利于臭氧生成的地区,臭氧污染防治工作存在着不小的挑战。

    在臭氧污染治理方面,因臭氧是经光化学反应生成的二次污染物,反应机理复杂,控制难度大。近年来,我国各地纷纷启动了其前体物VOCs排放的控制,但尚未建立行之有效的防治政策和管理制度。

    叶代启建议,针对臭氧污染,应开展系统的科学研究,解决臭氧生成化学机制、污染的跨区域传输等科学问题,为政策的制定提供方向性指导。完善相关的法律法规,细化对臭氧前体物的行业管控。制定科学合理的VOCs和NOx协同控制方案,实行臭氧与PM2.5的协同防治。借鉴美国经验,对我国臭氧污染实行分区控制,建立我国臭氧控制分区方法,进行臭氧控制区的划分,并综合考虑不同区域的特点,提出针对不同区域、不同前体物的臭氧防治路线。


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