魏西會(huì)

摘 要：該文利用青島市城陽(yáng)區(qū)2014年全年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)大氣中臭氧（O3）污染濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了分析。分析結(jié)果顯示，城陽(yáng)區(qū)臭氧污染有加重趨勢(shì)，2014年超《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)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(yáng)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(fù)相關(guān)，日照、氣溫、風(fēng)速等因素對(duì)臭氧濃度變化均具有一定的影響。并且結(jié)合城陽(yáng)區(qū)實(shí)際提出了切實(shí)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(yáng)區(qū)

中圖分類(lèi)號(hào) X51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）19-0073-03

在平流層大氣中，臭氧吸收了90%以上的太陽(yáng)短波輻射，從而對(duì)人類(lèi)及生態(tài)環(huán)境起到了保護(hù)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(lèi)賴(lài)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(huì)對(duì)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(lái)源及影響因素，開(kāi)展環(huán)境大氣中臭氧污染規(guī)律的研究，對(duì)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(duì)環(huán)境空氣中臭氧的來(lái)源、影響因素及城陽(yáng)區(qū)臭氧污染規(guī)律進(jìn)行分析，并結(jié)合城陽(yáng)區(qū)實(shí)際提出了切實(shí)可行的污染防治措施。

1 環(huán)境空氣中臭氧的來(lái)源及影響因素

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

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車(chē)保有量迅速增加，以及各種燃料、油、有機(jī)溶劑、涂料被大量使用，大氣中的氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)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(lèi)生產(chǎn)、生活過(guò)程中產(chǎn)生的氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物，在光照下，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)過(guò)程生成的二次污染物是近地面臭氧的主要來(lái)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?yàn)槲廴镜貐^(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(yáng)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(xiàn)較強(qiáng)，則會(huì)促進(jìn)光化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)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(dá)近地面的紫外線(xiàn)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(xì)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(fù)相關(guān)，其中可吸入顆粒物、細(xì)顆粒物與臭氧的負(fù)相關(guān)性最好，可吸入顆粒物、細(xì)顆粒物可以吸收和散射太陽(yáng)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(yáng)區(qū)環(huán)境空氣中臭氧的污染特征

青島市城陽(yáng)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(diǎn)，四季分明，春季氣溫回升緩慢，較內(nèi)陸遲1個(gè)月。城陽(yáng)區(qū)共有2個(gè)大氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，分別為城陽(yáng)區(qū)北部子站（城陽(yáng)環(huán)保分局站）和城陽(yáng)區(qū)南部子站（嶗山水庫(kù)站），監(jiān)測(cè)項(xiàng)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(xì)顆粒物（PM2.5）。2個(gè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(dòng)監(jiān)測(cè)。本文數(shù)據(jù)周期為2014年1月1日至12月31日，判斷標(biāo)準(zhǔn)采用《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（簡(jiǎn)稱(chēng)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，日均值160μg/m3）。

2014年青島市城陽(yáng)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(guò)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)率為6.30%。臭氧超標(biāo)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(xiàn)強(qiáng)，有利于光化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)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(jí)，平均氣溫-1℃，細(xì)顆粒物濃度為114μg/m3，顆粒物對(duì)太陽(yáng)短波吸收和散射效用，使到達(dá)近地面的紫外線(xiàn)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(lái)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(shí)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(yáng)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(dá)到最高值后逐漸降低。從臭氧全年監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出，臭氧日均值最大值超過(guò)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的天數(shù)集中在太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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(zhǎng)效機(jī)制，建立、落實(shí)法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，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(jī)物的排放。因此，根據(jù)青島市年度空氣質(zhì)量提升行動(dòng)計(jì)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(diǎn)源、使用清潔能源、提升車(chē)用燃油品質(zhì)、動(dòng)員全社會(huì)共同參與等各個(gè)方面采取切實(shí)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(jī)化物既可能造成細(xì)顆粒物超標(biāo)，又是臭氧的前體物之一，因此，臭氧應(yīng)與細(xì)顆粒物治理結(jié)合起來(lái)綜合考慮，實(shí)行綜合治理。同時(shí)，城陽(yáng)區(qū)特殊的地理位置，易受外部區(qū)域大氣污染物擴(kuò)散的影響，城陽(yáng)區(qū)的二氧化硫、二氧化氮、臭氧等氣態(tài)污染物和細(xì)顆粒物污染在南風(fēng)條件時(shí)受來(lái)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(kuò)散影響，較北風(fēng)條件時(shí)污染嚴(yán)重?？梢?jiàn)，只針對(duì)城陽(yáng)區(qū)臭氧污染治理的效果有限，青島市各級(jí)政府應(yīng)建立聯(lián)防聯(lián)控機(jī)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(gè)城市，市區(qū)與郊區(qū)也有差別，因而城陽(yáng)區(qū)環(huán)保部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)與科研機(jī)構(gòu)的合作，搞清楚城陽(yáng)區(qū)臭氧形成受控因素，通過(guò)監(jiān)測(cè)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(yáng)區(qū)工業(yè)園區(qū)較多，2014年城陽(yáng)區(qū)工業(yè)氮氧化物排放量達(dá)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(duì)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(duì)城陽(yáng)建成區(qū)內(nèi)20t/h以下燃煤鍋爐強(qiáng)制淘汰，鼓勵(lì)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(shí)行集中供熱，減少生活面源對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量的影響。

3.2.2 有效控制機(jī)動(dòng)車(chē)污染 截至2014年末，城陽(yáng)區(qū)各類(lèi)在用機(jī)動(dòng)車(chē)已達(dá)19萬(wàn)輛之多，比2013年增加了3萬(wàn)輛。而且城陽(yáng)區(qū)地處青島市北部，是陸地交通進(jìn)入青島的必經(jīng)之地，機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣污染嚴(yán)重，有效控制機(jī)動(dòng)車(chē)污染將成為提升城陽(yáng)區(qū)空氣質(zhì)量的手段之一。環(huán)保、公安、工商等部門(mén)建立完善聯(lián)合執(zhí)法長(zhǎng)效機(jī)制，嚴(yán)查無(wú)環(huán)保合格標(biāo)志、黑煙車(chē)和駛?cè)胂扌袇^(qū)域內(nèi)的黃標(biāo)車(chē)；大力發(fā)展以軌道為主的城市綜合交通體系，有軌電車(chē)盡快投入使用，鼓勵(lì)民眾乘坐公共交通工具；加大對(duì)電車(chē)、天然氣車(chē)等排污量小的機(jī)動(dòng)車(chē)的推廣力度，對(duì)于購(gòu)買(mǎi)環(huán)保型汽車(chē)的家庭進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。

3.2.3 大力推進(jìn)鍋爐廢氣脫硝設(shè)施的安裝和使用 城陽(yáng)區(qū)金田熱電、金海熱電等廢氣污染物排放重點(diǎn)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(dá)到了環(huán)保部門(mén)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求。環(huán)保部門(mén)對(duì)已建成的鍋爐廢氣脫硝設(shè)施，要嚴(yán)格管理、堅(jiān)持穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行，同時(shí)要加大經(jīng)濟(jì)政策的支持，對(duì)企業(yè)安裝、運(yùn)行脫硝裝置給予經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼。

3.3 減少揮發(fā)性有機(jī)物的排放 環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物的來(lái)源很多，交通運(yùn)輸是最大的揮發(fā)性有機(jī)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(jī)物的減排工作，需要從減少交通運(yùn)輸排放和減少溶劑的使用和排放2個(gè)方面入手。

3.3.1 加強(qiáng)揮發(fā)性有機(jī)物環(huán)境監(jiān)管力度 對(duì)產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)物的工業(yè)企業(yè)，以及廣告噴涂、車(chē)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(shí)，結(jié)合《青島市環(huán)境保護(hù)局關(guān)于印發(fā)<青島市重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物污染治理技術(shù)導(dǎo)則（試行）>的通知》開(kāi)展城陽(yáng)區(qū)大氣揮發(fā)性有機(jī)物調(diào)查工作，掌握轄區(qū)內(nèi)大氣揮發(fā)性有機(jī)物排放源、分布、數(shù)量，從中選擇代表性行業(yè)進(jìn)行分析，了解行業(yè)排放情況，結(jié)合排放標(biāo)準(zhǔn)，配合國(guó)家環(huán)保部相關(guān)政策，達(dá)到揮發(fā)性有機(jī)物總量排放控制目標(biāo)。

3.3.2 堅(jiān)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(jī)物的使用。嚴(yán)格控制原料與產(chǎn)品在生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)等過(guò)程中的揮發(fā)性有機(jī)物排放，鼓勵(lì)企業(yè)使用先進(jìn)儀器設(shè)備對(duì)有組織排放的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行回收再利用或采用燃燒等方式使其達(dá)標(biāo)排放。

3.3.3 減少機(jī)動(dòng)車(chē)、飛機(jī)和輪船等交通工具的排放量 減少機(jī)動(dòng)車(chē)、飛機(jī)和輪船等交通工具的排放，儲(chǔ)油庫(kù)、加油站和油罐車(chē)配備相應(yīng)的油氣回收系統(tǒng)。2014年青島市環(huán)境保護(hù)局城陽(yáng)分局制訂、印發(fā)《關(guān)于對(duì)全區(qū)加油站、儲(chǔ)油庫(kù)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(chǔ)油庫(kù)、加油站規(guī)范化監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)，告知環(huán)保部門(mén)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)察的三項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容，便于各加油站、儲(chǔ)油庫(kù)強(qiáng)化內(nèi)部管理，建立健全油氣治理運(yùn)行機(jī)制提供了保障。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車(chē)及其他污染源的增加，臭氧污染現(xiàn)象將會(huì)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(qiáng)部門(mén)合作、綜合治理、聯(lián)防聯(lián)控、動(dòng)員全社會(huì)參與等措施，讓空氣清新、青山綠水的美好環(huán)境早日實(shí)現(xiàn)。

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（責(zé)編：張宏民）