魏西會

摘 要：該文利用青島市城陽區(qū)2014年全年監(jiān)測數(shù)據(jù)，對大氣中臭氧（O3）污染濃度監(jiān)測結(jié)果進行了分析。分析結(jié)果顯示，城陽區(qū)臭氧污染有加重趨勢，2014年超《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）中二級標準的頻率為6.30%，比2013年明顯升高；2014年臭氧作為首要污染物出現(xiàn)的天數(shù)為91d，占污染天數(shù)的28.4%。城陽區(qū)臭氧濃度具有明顯的日變化和季節(jié)變化規(guī)律。分析發(fā)現(xiàn)PM10、PM2.5、SO2、NO2和CO等污染物均與臭氧呈較好的負相關(guān)，日照、氣溫、風(fēng)速等因素對臭氧濃度變化均具有一定的影響。并且結(jié)合城陽區(qū)實際提出了切實可行的臭氧污染防治措施。

關(guān)鍵詞：臭氧；污染特征；防治措施；城陽區(qū)

中圖分類號 X51 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）19-0073-03

在平流層大氣中，臭氧吸收了90%以上的太陽短波輻射，從而對人類及生態(tài)環(huán)境起到了保護作用。但是在近地面大氣中，臭氧作為首要光化學(xué)污染物，可以誘發(fā)光化學(xué)煙霧的生成，使人類賴以生存的大氣環(huán)境面臨光化學(xué)煙霧污染的威脅[1]。臭氧本身是一種毒性氣體，近地面高濃度的臭氧會對人體健康、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及生態(tài)系統(tǒng)造成不利影響。因此，了解臭氧污染的來源及影響因素，開展環(huán)境大氣中臭氧污染規(guī)律的研究，對于防治大氣污染、提高環(huán)境空氣質(zhì)量有著十分重要的意義。本文主要對環(huán)境空氣中臭氧的來源、影響因素及城陽區(qū)臭氧污染規(guī)律進行分析，并結(jié)合城陽區(qū)實際提出了切實可行的污染防治措施。

1 環(huán)境空氣中臭氧的來源及影響因素

近地面環(huán)境空氣中臭氧主要來自平流層臭氧的向下輸送和對流層的光化學(xué)反應(yīng)生成。CTM（Global Chemical Transport Model）模型研究表明，對流層臭氧可達 344Tg/a，其中約48%自本區(qū)域的光化學(xué)反應(yīng)，約29%來自外遠距離傳輸，約23%來自平流層向下輸送[2]。

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，汽車保有量迅速增加，以及各種燃料、油、有機溶劑、涂料被大量使用，大氣中的氮氧化物和揮發(fā)性有機物濃度不斷增加，導(dǎo)致近地面臭氧濃度不斷升高[3]。研究表明，人類生產(chǎn)、生活過程中產(chǎn)生的氮氧化物和揮發(fā)性有機物，在光照下，經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)過程生成的二次污染物是近地面臭氧的主要來源。城市大氣污染地區(qū)臭氧濃度變化主要受當(dāng)?shù)毓饣瘜W(xué)反應(yīng)控制，這主要是因為污染地區(qū)形成臭氧的前體物的濃度較高，臭氧的產(chǎn)生和損耗決定于光化學(xué)反應(yīng)[4]。

氣象條件是影響環(huán)境空氣中臭氧濃度的最主要因素之一，是造成臭氧濃度晝夜變化、季節(jié)變化、年際變化的主要原因，其中，太陽輻射、氣溫、風(fēng)向和風(fēng)速是比較重要影響的因素。如果天氣晴，少云高溫，紫外線較強，則會促進光化學(xué)反應(yīng)的進行，導(dǎo)致該日臭氧濃度較高。反之，如果天氣多云，氣溫較低，風(fēng)速大，再加上顆粒物濃度較高，則造成到達近地面的紫外線較弱，導(dǎo)致臭氧濃度較低[5]。

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，臭氧與可吸入顆粒物、細顆粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等污染物均呈較好的負相關(guān)，其中可吸入顆粒物、細顆粒物與臭氧的負相關(guān)性最好，可吸入顆粒物、細顆粒物可以吸收和散射太陽輻射，使光化學(xué)反應(yīng)減弱，從而影響臭氧生成[6-8]。

2 城陽區(qū)環(huán)境空氣中臭氧的污染特征

青島市城陽區(qū)位于E120°07′～120°34′，N36°11′～36°24′，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，具有明顯的海洋性氣候特點，四季分明，春季氣溫回升緩慢，較內(nèi)陸遲1個月。城陽區(qū)共有2個大氣自動監(jiān)測點位，分別為城陽區(qū)北部子站（城陽環(huán)保分局站）和城陽區(qū)南部子站（嶗山水庫站），監(jiān)測項目為臭氧（O3）、可吸入顆粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）、細顆粒物（PM2.5）。2個自動監(jiān)測點位均使用API400E臭氧分析儀，分析方法為紫外熒光法，24h連續(xù)自動監(jiān)測。本文數(shù)據(jù)周期為2014年1月1日至12月31日，判斷標準采用《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）中二級標準（簡稱二級標準，日均值160μg/m3）。

2014年青島市城陽區(qū)大氣中臭氧日均值范圍為22～218μg/m3，平均濃度為99μg/m3，全年中有23d臭氧濃度超過二級標準，超標率為6.30%。臭氧超標多出現(xiàn)在春末夏初，氣象條件多為天氣晴好，少云，偏南風(fēng)，高溫，紫外線強，有利于光化學(xué)反應(yīng)的進行，有助于臭氧的生成。最小值出現(xiàn)在2月5日，當(dāng)日氣象條件：天氣陰，西北風(fēng)5～6級，平均氣溫-1℃，細顆粒物濃度為114μg/m3，顆粒物對太陽短波吸收和散射效用，使到達近地面的紫外線較弱，光化學(xué)反應(yīng)生成臭氧的的濃度低。

從全年數(shù)據(jù)來看臭氧濃度變化具有明顯的日變化規(guī)律，主要表現(xiàn)為夜間濃度較低且變化平緩，最低值出現(xiàn)在夜間，日出后臭氧小時濃度迅速上升，最大值主要集中在14：00—15：00，而后濃度逐漸降低。晝夜變化振幅夏季最大，最低值與最高值最大可以相差7倍。

2014年城陽區(qū)環(huán)境空氣中臭氧濃度呈明顯的季節(jié)變化：春季升高，夏季最高，秋季逐漸降低，冬季最低。臭氧濃度月變化基本呈現(xiàn)倒“V”形，臭氧濃度在7月份達到最高值后逐漸降低。從臭氧全年監(jiān)測結(jié)果可以看出，臭氧日均值最大值超過二級標準的天數(shù)集中在太陽光照充足的5—8月，臭氧濃度日均值低值一般出現(xiàn)在太陽光照較弱的12月、1月。

3 臭氧污染的防治措施

目前，臭氧已經(jīng)成為城陽區(qū)重要的大氣環(huán)境污染物之一，防治臭氧污染，一方面需要建立長效機制，建立、落實法規(guī)和技術(shù)標準，另一方面要減少臭氧光化學(xué)反應(yīng)前體物氮氧化物和揮發(fā)性有機物的排放。因此，根據(jù)青島市年度空氣質(zhì)量提升行動計劃的要求，建議從調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、淘汰落后產(chǎn)能、治理污染點源、使用清潔能源、提升車用燃油品質(zhì)、動員全社會共同參與等各個方面采取切實有效的措施，不斷改善全區(qū)空氣質(zhì)量。

3.1 綜合治理、聯(lián)防聯(lián)控 由于揮發(fā)性有機化物既可能造成細顆粒物超標，又是臭氧的前體物之一，因此，臭氧應(yīng)與細顆粒物治理結(jié)合起來綜合考慮，實行綜合治理。同時，城陽區(qū)特殊的地理位置，易受外部區(qū)域大氣污染物擴散的影響，城陽區(qū)的二氧化硫、二氧化氮、臭氧等氣態(tài)污染物和細顆粒物污染在南風(fēng)條件時受來自李滄區(qū)、市北區(qū)、黃島區(qū)等外部大環(huán)境污染物由南向北擴散影響，較北風(fēng)條件時污染嚴重?？梢?，只針對城陽區(qū)臭氧污染治理的效果有限，青島市各級政府應(yīng)建立聯(lián)防聯(lián)控機制，共同治理，共同受益。臭氧前體物在不同地方比例不同，即便在同一個城市，市區(qū)與郊區(qū)也有差別，因而城陽區(qū)環(huán)保部門應(yīng)加強與科研機構(gòu)的合作，搞清楚城陽區(qū)臭氧形成受控因素，通過監(jiān)測摸清楚臭氧前體物的具體比例、排放源的位置，做到有的放矢。

3.2 減少氮氧化物排放 城陽區(qū)工業(yè)園區(qū)較多，2014年城陽區(qū)工業(yè)氮氧化物排放量達到3 338.9t，居青島六區(qū)之首。環(huán)境空氣中氮氧化物濃度變化對光化學(xué)反應(yīng)有很大的影響，控制、減少氮氧化物的排放，可以有效地控制臭氧污染。

3.2.1 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)及能源結(jié)構(gòu)，提高清潔能源的利用率，減少燃煤的用量 對城陽建成區(qū)內(nèi)20t/h以下燃煤鍋爐強制淘汰，鼓勵節(jié)能新型燃燒設(shè)備的研發(fā)與使用；在人口密集的中心城實行集中供熱，減少生活面源對環(huán)境空氣質(zhì)量的影響。

3.2.2 有效控制機動車污染 截至2014年末，城陽區(qū)各類在用機動車已達19萬輛之多，比2013年增加了3萬輛。而且城陽區(qū)地處青島市北部，是陸地交通進入青島的必經(jīng)之地，機動車尾氣污染嚴重，有效控制機動車污染將成為提升城陽區(qū)空氣質(zhì)量的手段之一。環(huán)保、公安、工商等部門建立完善聯(lián)合執(zhí)法長效機制，嚴查無環(huán)保合格標志、黑煙車和駛?cè)胂扌袇^(qū)域內(nèi)的黃標車；大力發(fā)展以軌道為主的城市綜合交通體系，有軌電車盡快投入使用，鼓勵民眾乘坐公共交通工具；加大對電車、天然氣車等排污量小的機動車的推廣力度，對于購買環(huán)保型汽車的家庭進行獎勵。

3.2.3 大力推進鍋爐廢氣脫硝設(shè)施的安裝和使用 城陽區(qū)金田熱電、金海熱電等廢氣污染物排放重點企業(yè)，已于2014年7月1日前完成了鍋爐脫硝改造，氮氧化物排放濃度達到了環(huán)保部門規(guī)定的標準要求。環(huán)保部門對已建成的鍋爐廢氣脫硝設(shè)施，要嚴格管理、堅持穩(wěn)定連續(xù)運行，同時要加大經(jīng)濟政策的支持，對企業(yè)安裝、運行脫硝裝置給予經(jīng)濟補貼。

3.3 減少揮發(fā)性有機物的排放 環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機物的來源很多，交通運輸是最大的揮發(fā)性有機物人為排放源，溶劑使用是第二大排放源[9]。因此，做好揮發(fā)性有機物的減排工作，需要從減少交通運輸排放和減少溶劑的使用和排放2個方面入手。

3.3.1 加強揮發(fā)性有機物環(huán)境監(jiān)管力度 對產(chǎn)生揮發(fā)性有機物的工業(yè)企業(yè)，以及廣告噴涂、車輛維修、噴漆、服裝干洗、餐飲業(yè)等小型加工業(yè)和服務(wù)業(yè)，均納入監(jiān)管范圍。同時，結(jié)合《青島市環(huán)境保護局關(guān)于印發(fā)<青島市重點行業(yè)揮發(fā)性有機物污染治理技術(shù)導(dǎo)則（試行）>的通知》開展城陽區(qū)大氣揮發(fā)性有機物調(diào)查工作，掌握轄區(qū)內(nèi)大氣揮發(fā)性有機物排放源、分布、數(shù)量，從中選擇代表性行業(yè)進行分析，了解行業(yè)排放情況，結(jié)合排放標準，配合國家環(huán)保部相關(guān)政策，達到揮發(fā)性有機物總量排放控制目標。

3.3.2 堅持源頭控制與末端治理相結(jié)合的原則 在工業(yè)生產(chǎn)中推廣清潔生產(chǎn)技術(shù)，減少揮發(fā)性有機物的使用。嚴格控制原料與產(chǎn)品在生產(chǎn)、儲運等過程中的揮發(fā)性有機物排放，鼓勵企業(yè)使用先進儀器設(shè)備對有組織排放的揮發(fā)性有機物進行回收再利用或采用燃燒等方式使其達標排放。

3.3.3 減少機動車、飛機和輪船等交通工具的排放量 減少機動車、飛機和輪船等交通工具的排放，儲油庫、加油站和油罐車配備相應(yīng)的油氣回收系統(tǒng)。2014年青島市環(huán)境保護局城陽分局制訂、印發(fā)《關(guān)于對全區(qū)加油站、儲油庫油氣污染防治設(shè)施規(guī)范化監(jiān)管的通知》，明確轄區(qū)儲油庫、加油站規(guī)范化監(jiān)管標準規(guī)范化監(jiān)管標準，告知環(huán)保部門現(xiàn)場監(jiān)察的三項重點內(nèi)容，便于各加油站、儲油庫強化內(nèi)部管理，建立健全油氣治理運行機制提供了保障。

4 結(jié)語

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，汽車及其他污染源的增加，臭氧污染現(xiàn)象將會更加突出，治理臭氧污染已成為大氣環(huán)境治理的必然階段要求，因此，應(yīng)采取加強部門合作、綜合治理、聯(lián)防聯(lián)控、動員全社會參與等措施，讓空氣清新、青山綠水的美好環(huán)境早日實現(xiàn)。

參考文獻

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（責(zé)編：張宏民）