◎本刊記者 鄭挺穎
中國環(huán)境監(jiān)測總站大氣室工程師孟曉艷:環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測助力臭氧污染防治
◎本刊記者 鄭挺穎
作為一種越來越受到關(guān)注的環(huán)境污染物,臭氧污染正在引起公眾越來越多的重視。那么,臭氧經(jīng)常在我國的哪些城市出沒?其出沒可有規(guī)律?我們將如何對付它們?要想了解敵情,就需要請出布下天羅地網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)測工作者們。7月5日,中國環(huán)境監(jiān)測總站大氣室高級工程師孟曉艷接受了《環(huán)境與生活》雜志記者的采訪。
中國環(huán)境監(jiān)測總站大氣室工程師孟曉艷
《環(huán)境與生活》:中國環(huán)境監(jiān)測總站是如何監(jiān)控大氣中臭氧的?
孟曉艷:2012年2月29日,國務(wù)院發(fā)布了新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》,新標準增加了細顆粒物(PM2.5)和臭氧8小時濃度限值監(jiān)測指標。
我國實施新標準監(jiān)測可以說是分三步走的:
第一步:2013年1月1日起,京津冀、長三角、珠三角區(qū)域及直轄市、省會城市和計劃單列市共計74個地級及以上城市,率先開展臭氧監(jiān)測。
第二步:2014年,臭氧監(jiān)測城市數(shù)量增至161個。
第三步:自2015年起,開展臭氧監(jiān)測的城市增至338座。
在臭氧監(jiān)測點位的選擇上,我們建議先從污染較重、人口較密集的城市地區(qū)開展地面臭氧監(jiān)測,主要是為了說清城市地區(qū)臭氧污染情況。
借鑒歐美經(jīng)驗,我們設(shè)立了以下4種監(jiān)測點位:
①上風(fēng)向和背景監(jiān)測點;
②下風(fēng)向最大濃度監(jiān)測點;
③最大暴露點(高人口密度區(qū));
④最大排放監(jiān)測點位。設(shè)置在靠近臭氧前體物氮氧化物(氮氧化物)和揮發(fā)性有機物(揮發(fā)性有機物)排放源的地方。
我們認為,開展臭氧監(jiān)測的城市在建成區(qū)內(nèi)至少應(yīng)選取2個現(xiàn)有監(jiān)測點位,即城區(qū)高人口密度區(qū)代表監(jiān)測點和最大濃度監(jiān)測點。有條件的城市應(yīng)在城市上風(fēng)向和背景監(jiān)測點(對照點)、地區(qū)影響邊緣監(jiān)測點增加監(jiān)測點位。臭氧監(jiān)測布點過程中應(yīng)充分考慮不同功能監(jiān)測點設(shè)置要求,監(jiān)測體系應(yīng)該包括上述各種監(jiān)測點。若監(jiān)測結(jié)果表明臭氧污染嚴重,該城市應(yīng)在所有監(jiān)測點位監(jiān)測臭氧。目前我國是在所有的國控環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位上均配備了臭氧監(jiān)測設(shè)備。
《環(huán)境與生活》:我國的臭氧濃度標準是怎樣的?和外國的標準有和不同?
孟曉艷:我國《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB 3095-2012)規(guī)定,臭氧日最大8小時平均濃度限值二級標準為160微克/立方米,這與其他國家臭氧標準水平相當(dāng);同時《環(huán)境空氣質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)范(試行)》(HJ 663-2013)規(guī)定臭氧年評價采用臭氧日最大8小時平均的第90百分位數(shù),高于160微克/立方米為超標。
“臭氧8小時平均”,也稱“臭氧8小時滑動平均”,指以某一時刻作為計時終點的前8小時平均濃度的算術(shù)平均值?!俺鞘谐粞醯娜兆畲?小時平均”是指各點位臭氧日最大8小時平均濃度值的算術(shù)平均值。目前,我們采用“城市臭氧的日最大8小時平均”評價這一天臭氧污染水平的標準。臭氧數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果按GB/T 8170中規(guī)則進行修約。
2013年~2017年前5個月 74城市及重點區(qū)域臭氧超標城市數(shù)量
2015年~2017年前5個月 338城市臭氧日最大8小時濃度同比變幅
2015年全國338個城市臭氧日最大8小時濃度
2016年全國338個城市臭氧日最大8小時濃度
《環(huán)境與生活》:目前,我國的臭氧監(jiān)測技術(shù)體系是否完備?
孟曉艷:目前,我國環(huán)境空氣質(zhì)量評價過程中,臭氧監(jiān)測均使用在線監(jiān)測設(shè)備(紫外光度法、差分吸收光譜分析法),其中以紫外光度法的點式設(shè)備為主。
可以說我們的臭氧監(jiān)測技術(shù)體系和質(zhì)控體系較為完備,包括技術(shù)方法、儀器設(shè)備選型、點位布設(shè)、評價技術(shù)方法都比較成熟;數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)審核、量值溯源等也日趨完備。
《環(huán)境與生活》:我國當(dāng)前臭氧污染比較嚴重的地區(qū)主要是哪些?有什么特點?
孟曉艷:我們可以看看2013年以來全國臭氧污染特征及趨勢分析,再來看看臭氧變化趨勢和主要污染區(qū)域。
2013~2016年,全國74座城市的臭氧監(jiān)測數(shù)據(jù)表明,這74座城市的臭氧濃度總體呈現(xiàn)上升趨勢,且百分位較高區(qū)間臭氧濃度逐年上升速率越快。臭氧污染的區(qū)域性特征明顯,京津冀及周邊、長三角、珠三角、成渝、遼中等區(qū)域臭氧污染問題突出,平均每座城市每年的臭氧超標天數(shù)增長3天,臭氧污染呈明顯的日和季節(jié)變化特征,每天14∶00 ~ 17∶00達到小時濃度峰值,超標日主要集中于5~10月。另外,臭氧對環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)的影響逐年增加。
《環(huán)境與生活》:我國臭氧污染呈現(xiàn)何種趨勢?
孟曉艷:2015~2017年的前5個月,全國臭氧污染總體呈上升趨勢,特別是2017年的前5個月,臭氧日最大8小時第90百分位濃度同比明顯增加,增幅達10.9%;2017年的前5個月,全國有89座城市的臭氧濃度同比變幅超過20%,73座城市的臭氧濃度同比變幅在10%至20%之間,濃度同比上升城市主要為南方城市,但北方多個城市也出現(xiàn)臭氧濃度大幅上升現(xiàn)象。
從污染物濃度對空氣質(zhì)量的影響來看,雖然臭氧的貢獻量在逐年上升,但PM2.5和PM10的污染程度仍較重,對綜合指數(shù)的貢獻大于臭氧。
從今年前5個月全國338座城市臭氧日最大8小時濃度同比變幅來看,濃度同比上升城市主要為南方城市,但北方多個城市也出現(xiàn)臭氧濃度大幅上升現(xiàn)象。
2013年至2017年前5個月全國臭氧超標城市數(shù)量明顯增加,說明2017年臭氧污染比前幾年有所提前,全國臭氧超標率明顯增加,峰值濃度也出現(xiàn)明顯抬升。
從2013年至2017年的前5個月三大重點區(qū)域(京津冀、長三角、珠三角)6項污染物的平均濃度年際變化來看,三大重點區(qū)域PM2.5等5項污染物濃度均呈下降趨勢,但京津冀和長三角臭氧濃度有顯著的逐年上升趨勢,特別是2017年上升最為顯著。珠三角在2013年至2016年的前5個月的臭氧污染總體平穩(wěn),但2017年有大幅上升。從污染物濃度對空氣質(zhì)量綜合指數(shù)貢獻量的影響來看,2017年1至5月京津冀的首要污染物第一是PM2.5,第二是臭氧;珠三角和長三角首要污染物第一都是臭氧。
《環(huán)境與生活》:我國城市臭氧的主要來源是什么?
孟曉艷:應(yīng)該說,我國城市臭氧污染的成因-形成機制比較復(fù)雜,受揮發(fā)性有機物和氮氧化物等多種前體污染物影響。
首先,氣象條件是臭氧污染的外因。高溫、強太陽輻射、低云量、相對濕度較低的情況下,往往容易出現(xiàn)高臭氧濃度值。臭氧超標期間,對比同期氣象條件發(fā)現(xiàn),日照(紫外線強度)與臭氧濃度呈正比,在日照強度上升時臭氧濃度同步上升。
其次,臭氧污染形成的內(nèi)因是氮氧化物、揮發(fā)性有機物的排放。臭氧污染不是污染源直接排放產(chǎn)生的,而是排放到空氣中的氮氧化物和揮發(fā)性有機物,在空氣中進行復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)形成的。
再次,區(qū)域傳輸也是區(qū)域臭氧污染形成的原因。臭氧除了本地來源外,也受到外界傳輸?shù)挠绊憽?/p>
《環(huán)境與生活》:那么,我國對臭氧污染采取了哪些措施?
孟曉艷:《大氣污染防治行動計劃》(俗稱“大氣十條”)要求控制臭氧生成的前體物,就是氮氧化物和揮發(fā)性有機物等的排放。據(jù)我所知,我國對臭氧污染已經(jīng)采取了以下措施:PM2.5和臭氧協(xié)同控制、出臺揮發(fā)性有機物治理政策標準和大幅度削減氮氧化物排放。
但是,近年來臭氧污染顯現(xiàn),說明氮氧化物和揮發(fā)性有機物的控制力度不匹配,氮氧化物減排工作雖然取得積極進展,但揮發(fā)性有機物目前尚未得到有效控制,未來還需加強。
《環(huán)境與生活》:您能不能向讀者介紹一下,在臭氧污染防治方面,中國環(huán)境監(jiān)測總站做了哪些工作?
孟曉艷:首先,總站進行了城市-區(qū)域-背景各尺度臭氧監(jiān)測。為了解臭氧等污染物的污染程度,探索監(jiān)測技術(shù)方法,中國環(huán)境監(jiān)測總站從2008年起組織天津、上海、重慶、廣東省、廣州、深圳、南京、蘇州、寧波等9個城市或地區(qū),開展了臭氧試點監(jiān)測工作。
2013年起,我國已有338個城市的1436個城市評價點開展臭氧監(jiān)測,另外還有16個背景站、96個區(qū)域站相繼開展臭氧監(jiān)測。揭示了我國臭氧的時空分布特征,為確定臭氧污染的重點控制區(qū)域提供技術(shù)支持。
另外,正在組建京津冀區(qū)域顆粒物組分和光化學(xué)監(jiān)測網(wǎng),以北京市及周邊為核心,以手工及在線監(jiān)測相結(jié)合,旨在通過對大氣污染成因?qū)崟r解析,探究造成污染的主要原因,因地制宜選擇污染控制策略。包括對臭氧及其前體物、顆粒物組分開展監(jiān)測。
目前,中國環(huán)境監(jiān)測總站已建立了“全國或地區(qū)空氣質(zhì)量預(yù)報信息發(fā)布系統(tǒng)”,已在顆粒物污染預(yù)報預(yù)警和重污染應(yīng)急中發(fā)揮重要作用。其中的臭氧污染預(yù)報預(yù)警已發(fā)揮作用,提示公眾減少在臭氧重污染空氣中的暴露時間,緩解臭氧污染所造成的危害。但是,未來我國仍需加強臭氧重污染應(yīng)急響應(yīng)體系建設(shè),及時指導(dǎo)并實施科學(xué)的氮氧化物和揮發(fā)性有機物減排工作。
再透露一下,2018~2020年,我國將在城市-區(qū)域-背景部分重點區(qū)域的點位上,試點監(jiān)測揮發(fā)性有機物,把臭氧污染防治再往前推進一步。