袁震
摘 要:近年來(lái),空氣污染日益嚴(yán)重。特別是在全國(guó)范圍內(nèi),大氣臭氧污染問(wèn)題日益突出。臭氧是影響城市空氣質(zhì)量的主要污染物。分析了造成臭氧污染的三個(gè)主要原因:NOx和VOCs的大量排放、不利的天氣條件和嚴(yán)重的區(qū)域污染。通過(guò)對(duì)城市臭氧濃度數(shù)據(jù)的分析,江蘇省國(guó)家控制點(diǎn)的臭氧濃度數(shù)據(jù)分析了2018年以來(lái)臭氧變化的特點(diǎn),但發(fā)現(xiàn)達(dá)標(biāo)率尚未提高。臭氧日變化呈單峰型變化趨勢(shì)。高峰出現(xiàn)在14-16日,季節(jié)變化規(guī)律比較模糊,臭氧污染頻率最高的是6月5日,10月的臭氧水平仍然較高。
關(guān)鍵詞:臭氧層保護(hù);防控臭氧污染;方法探究
1 引言
臭氧又稱為超氧,它是氧的一種相同的體形,在常溫下是一種特殊的顏色氣味氣體。臭氧主要分布在10-50km高的平層大氣中,大氣中的氧分子從太陽(yáng)發(fā)射出來(lái)分解成氧原子,氧原子與周?chē)难醴肿咏Y(jié)合形成。近地臭氧是大氣中一種重要的二次污染物,它受到太陽(yáng)光照射,受到氮氧化物(NOx)和揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的照射,經(jīng)過(guò)一系列光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生,臭氧污染比顆粒物更隱蔽,而管理更為復(fù)雜的是高濃度臭氧會(huì)嚴(yán)重危害公眾健康、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境。臭氧已經(jīng)成為一個(gè)全國(guó)性的污染問(wèn)題。2018年,中國(guó)的臭氧密度比去年上升了8%。尤其是長(zhǎng)江三角洲和珠江三角洲地區(qū)成為影響空氣質(zhì)量的主要污染物。
全國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,受到能源、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、汽車(chē)保有量增加等諸多因素的影響,各地大氣污染治理成為重點(diǎn)。根據(jù)全國(guó)大氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),臭氧是2018年起6項(xiàng)污染物中唯一一項(xiàng)達(dá)標(biāo)率為監(jiān)測(cè)管理提供科技支撐的污染物。
2 國(guó)外臭氧污染防治做法及成效
2.1 美國(guó)
①嚴(yán)格按照國(guó)家環(huán)保局標(biāo)準(zhǔn)1.5A制定和更新環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。2020年10月的最新O3標(biāo)準(zhǔn)要求室外平均濃度不超過(guò)65ppb;
②提出了VOCs預(yù)防控制的重點(diǎn)。一是控制汽車(chē)尾氣中的VOCs和NOx,控制工業(yè)VOCs,并根據(jù)大氣O3濃度采取區(qū)域O3階段控制措施,要求向O3濃度缺失地區(qū)提交15%的VOCs減排計(jì)劃。在這些控制措施的共同作用下,美國(guó)上世紀(jì)90年代至2005年的減排量達(dá)到了55%。1990年,CAAA規(guī)定石化和化學(xué)工業(yè)公司必須實(shí)施LDAR?!兑?guī)定》實(shí)施后,石化、化工企業(yè)VOCs排放量分別下降63%和56%;
③區(qū)域協(xié)調(diào)的美國(guó)目前有區(qū)域環(huán)境管理的框架,突破了州的限制,根據(jù)地理和社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系將全國(guó)劃分為10個(gè)地理區(qū)域,設(shè)立了區(qū)域辦事處,并將其統(tǒng)一起來(lái)。環(huán)境保護(hù)組織有權(quán)進(jìn)行立法、執(zhí)法和處罰。
2.2 歐盟
①歐盟環(huán)境保護(hù)局負(fù)責(zé)地面臭氧污染監(jiān)測(cè),在大陸建立了586個(gè)地面監(jiān)測(cè)站,分布在農(nóng)村、城鄉(xiāng)結(jié)合部和城市地區(qū),加強(qiáng)了對(duì)臭氧前體的統(tǒng)計(jì)和監(jiān)測(cè);
②區(qū)域防務(wù)聯(lián)合會(huì)控制的重要性,以及根據(jù)歐盟的數(shù)據(jù)共享規(guī)則,每個(gè)歐盟成員國(guó)必須每年向歐盟環(huán)境保護(hù)局報(bào)告臭氧前體材料的排放量,并確保污染物的排放量不會(huì)超過(guò)歐盟的目標(biāo)值。到每年10月31日,歐盟成員國(guó)也會(huì)報(bào)告夏季臭氧污染情況,這些數(shù)字預(yù)測(cè)了人類(lèi)健康對(duì)長(zhǎng)期的影響;
③英國(guó)O3預(yù)防控制指南有幫助。英國(guó)首先調(diào)整能源結(jié)構(gòu),然后通過(guò)各種手段加強(qiáng)對(duì)汽車(chē)污染的防治。1956年,倫敦所有的燃煤發(fā)電廠都關(guān)閉了,與此同時(shí),他們?cè)?993年建立了一個(gè)無(wú)煙區(qū),并要求在1993年清理一輛新車(chē)。此外,政府還通過(guò)降低停車(chē)費(fèi)、汽車(chē)使用稅、高回報(bào)等方式推廣使用新能源汽車(chē),有效控制了城市汽車(chē)保有量,減少了汽車(chē)尾氣污染。
3 數(shù)據(jù)來(lái)源
3.1 資料來(lái)源
數(shù)據(jù)來(lái)自72個(gè)國(guó)家的環(huán)境空氣質(zhì)量控制監(jiān)測(cè)站,其地理位置進(jìn)行隨機(jī)抽取,大致涵蓋了全球所有范圍內(nèi)的空氣檢測(cè)數(shù)據(jù),較為全面。每個(gè)城市有4到9個(gè)監(jiān)測(cè)站。所有的監(jiān)測(cè)站都可以24h每分鐘實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)臭氧。選取2018-2020年數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
嚴(yán)格按照《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術(shù)細(xì)則》和《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的要求,嚴(yán)格執(zhí)行數(shù)據(jù)可用性、計(jì)算和評(píng)價(jià)方法,確定二級(jí)是否超標(biāo)。
3.2 監(jiān)測(cè)方法
臭氧分析法以紫外線法為基礎(chǔ),可根據(jù)臭氧分子中的電子共振直接測(cè)量紫外線的吸收(波長(zhǎng)254nm),并以紫外線通過(guò)臭氧的方式計(jì)算臭氧濃度。該方法線性度好,響應(yīng)快。
4 防控臭氧污染的方法
4.1 暗查
確??刂菩Ч?。生態(tài)環(huán)境執(zhí)法人員提前收到密封的信封,在到達(dá)前可以直接打開(kāi)信封到檢查區(qū)。每天在數(shù)據(jù)站傳遞壓力,并通過(guò)移動(dòng)方法執(zhí)行系統(tǒng)留下整個(gè)軌跡標(biāo)記。在這樣的水平上加強(qiáng)揮發(fā)性有機(jī)化合物法實(shí)施。
4.2 水陸空同步監(jiān)管
水陸空同步,強(qiáng)化立體監(jiān)控。采用空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)傳感器、PM2.5和VOCs導(dǎo)航觀測(cè)、紅外遙感光譜儀、固定式和移動(dòng)式監(jiān)測(cè)相結(jié)合的機(jī)載監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)各地的城區(qū)、工業(yè)園區(qū)、線路進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)量,所有的VOCs排放源都被放在“眼皮底下”。對(duì)這種全方位VOCs系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)在日本尚屬首次。環(huán)境監(jiān)測(cè)部門(mén)與氣象部門(mén)、專家組合作協(xié)商加密視頻,公布未來(lái)7天的空氣質(zhì)量分級(jí)預(yù)報(bào),3天前公布臭氧預(yù)警信息,臭氧預(yù)警預(yù)報(bào)表由等級(jí)預(yù)報(bào)提高到濃度預(yù)報(bào),各部門(mén)臭氧濃度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率大大提高。
4.3 建立健全的監(jiān)管體系
“有針對(duì)性”的政策執(zhí)行和協(xié)商機(jī)制的建立。在國(guó)內(nèi)率先探索“調(diào)查、協(xié)商、整改”的工作模式。根據(jù)預(yù)測(cè)、采樣監(jiān)測(cè)和系統(tǒng)調(diào)查的結(jié)果,研究判斷污染狀況,評(píng)價(jià)工作效果,分析薄弱環(huán)節(jié),提出有針對(duì)性的措施和建議。征求意見(jiàn)每天以通報(bào)的形式反饋到各地。各地還參照全省加強(qiáng)“技防”模式,聘請(qǐng)第三方調(diào)查組“邊走邊查”和“全面排查”,鎖定高值污染區(qū)域,摸清“家底”;同時(shí),在“體檢”的基礎(chǔ)上,引入專家組“表格”進(jìn)行問(wèn)題調(diào)查,追根溯源,精準(zhǔn)處理。
5 結(jié)果與分析
5.1 江蘇省臭氧污染總體狀況
據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2018-2020年,江蘇省各市臭氧標(biāo)準(zhǔn)總體呈上升趨勢(shì)。2018年平均每天8h臭氧總量為20-160μg/m3,徐州市超過(guò)國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),其余12個(gè)城市達(dá)標(biāo),超標(biāo)天數(shù)5-72天,超標(biāo)率在0.5%-4.0%之間。2018年臭氧總濃度90%最大10h滑動(dòng)平均值為202μg/m3,南京、無(wú)錫、常州、蘇州以及淮安的濃度最高為南京,超標(biāo)30μg/m3,超標(biāo)天數(shù)為10-65天,超標(biāo)率為2.5%-6.5%。據(jù)估算,2018年平均每天8h臭氧排放量為85%,只有徐州、連云港以及宿遷3個(gè)城市達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),鎮(zhèn)江市濃度最高,為35μg/m3。
與周邊省份相比,江蘇省臭氧污染較為嚴(yán)重。臭氧部臭氧濃度為2018年和2020年長(zhǎng)江流域平均值的85%和73%。2018年上海和浙江省臭氧平均8h平均值的86%分別為153微克/m3和135微克/m3。
5.2 江蘇省臭氧污染空間變化
臭氧日的8天滑動(dòng)平均值隨75%的空間分布和平均密度的不同而不同。75%的數(shù)量主要反映在高臭氧的空間分布上。臭氧濃度的平均分布與2018年至2020年基本相同。2018年濃度較高,2019年沿江地區(qū)較多,除西北地區(qū)部分城市外,其他地區(qū)差異不大,總濃度較高。
江蘇在地理上南北相望。氣候也有南部和北部的特點(diǎn)。各城市的風(fēng)向、溫度、日照等天氣條件都有一定的差異。臭氧和前體的傳播將隨天氣條件而變化。在區(qū)域尺度上,由于時(shí)區(qū)和區(qū)域的不同,高空氣流的流向和晴雨的情況不同,臭氧污染高峰的出現(xiàn)時(shí)間和面積可能會(huì)變得不穩(wěn)定。江蘇省臭氧污染發(fā)生在10月和11月,當(dāng)時(shí)有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示臭氧超標(biāo)。臭氧污染相對(duì)集中的月份是7月份氣溫最高、光線明亮的月份。
6 結(jié)論
我國(guó)的臭氧污染防治既是攻堅(jiān)戰(zhàn)也是持久戰(zhàn)。根據(jù)本文研究結(jié)果顯示我國(guó)的PM2.5污染明顯改善的同時(shí),臭氧超標(biāo)天數(shù)呈上升趨勢(shì),因此達(dá)標(biāo)率沒(méi)有明顯提高。所以,臭氧污染防治應(yīng)繼續(xù)聚焦重點(diǎn),注重抓早抓緊,提前謀劃、實(shí)施臭氧控制措施,組織開(kāi)展精細(xì)化排查整治。開(kāi)展實(shí)時(shí)監(jiān)控,提升大氣污染治理支撐保障能力現(xiàn)代化,擴(kuò)大臭氧治理“朋友圈”,努力發(fā)動(dòng)全社會(huì)加入到這場(chǎng)戰(zhàn)役中。
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