李銘裕

（廣東省揭陽生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，廣東 揭陽市 522000）

1 臭氧污染的相關概念

1.1 臭氧的概念

臭氧由三個氧原子組成，分子結構比較活潑，處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)的臭氧會散發(fā)出一種類似于魚腥味的異味，由于其性質(zhì)活潑，因此非常容易與其它物質(zhì)發(fā)生反應；由于臭氧氣體容易分解，很長一段時間都沒有被人類發(fā)現(xiàn)，直到1840年，德國科學家在進行放電實驗時，才發(fā)現(xiàn)臭氧的存在，這也標志著人類的生產(chǎn)生活活動已經(jīng)造成臭氧的生成了[1]。

1.2 臭氧的性質(zhì)及危害

從物理性質(zhì)上看，臭氧在常溫下為氣態(tài)，呈淺藍色，難溶于水，不溶于液氧，但可溶于液氮及堿液，密度略重于空氣，由于性質(zhì)活潑，因此在常溫下就可以分解，臭氧與液態(tài)物質(zhì)混合時速度較快，與氣態(tài)物質(zhì)混合時則速度較慢，半衰期在十五分鐘以上。因為上述的這些原因，臭氧能夠較長時間的沉積在地表附近。從化學性質(zhì)上看，臭氧比氧氣多一個原子，化學性質(zhì)更加活潑，因此具有明顯的強氧化性，存在于生活環(huán)境中的臭氧因為其強氧化性損傷人們的眼睛和黏膜。

1.3 臭氧污染的概念

生活環(huán)境中的臭氧的主要來源是化石燃料的燃燒，雖然化石燃料的燃燒本身不產(chǎn)生臭氧，但是廢氣中的氮氧化合物、碳氧化合物、揮發(fā)性化合物，在紫外線的照射下與空氣中的氧氣發(fā)生化學反應，會生成臭氧。由于臭氧的密度略大于空氣，自然分解速度較慢，且不容易被水體吸附，因此可以較長時間的在地表附近沉積，最終形成嚴重的空氣污染。

2 臭氧污染的來源

2.1 自然來源

自然界中的一些氣象或生物活動會形成臭氧。首先，大氣層中的“臭氧層”，由于高度原因很少直接影響地表，但研究發(fā)現(xiàn)在波長小于240 nm 紫外線的輻射條件下，臭氧層中的臭氧會分解，產(chǎn)生的氧原子與下方的氧分子重新結合產(chǎn)生臭氧。以此類推，不斷向下傳輸?shù)饺藗兊纳羁臻g。其次，自然界中生物的遺體如果大量堆積，在腐爛過程中產(chǎn)生氮氧化物，并在陽光照射下會形成臭氧，造成臭氧污染。最后，雷暴天氣會電解大氣中的氧氣形成臭氧，如果沒有雨水沖刷就會形成污染。

2.2 光化學煙霧

光化學煙霧指的是燃燒化石燃料的廢氣，在強烈的陽光照射和煙霧的催化下形成毒性更強、對人體損傷更大的廢氣的過程，如表1，絕大多數(shù)的臭氧污染都是光化學煙霧形成的[2]。光化學煙霧形成臭氧主要有三種途徑，首先是燃煤廢氣，如果燃煤時煤礦石沒有進行過嚴格的脫氮、脫硝處理，其燃燒產(chǎn)物中就會存在大量的一氧化碳、一氧化氮等廢氣，而在燃煤煙霧的作用下，這種反應還會遭到催化；其次，在石油化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)當中，分解冶煉石油、油氣揮發(fā)也會增加空氣中的氮氧化物、揮發(fā)性有機物含量增加，進而在光化學煙霧作用下形成臭氧；最后，城市當中的機動車燃燒化石燃料形成的廢氣，也會參與光化學煙霧的形成，由于當下城市機動車保有量不斷增加，顯著的增加了臭氧污染。

表1 光化學煙霧

2.3 電氣來源

人類最早發(fā)現(xiàn)臭氧時，就是在空氣的電解實驗和火花放電實驗中電解氧氣得到的，而隨著生活中電氣設備的不斷增加，“電解空氣”形成臭氧污染的可能性也大大的增加了。電氣設備形成臭氧污染的途徑主要有三種，首先，一些高壓輸電設備、變電配電設備附近會形成臭氧，電流的電壓越高、功率越大，越有可能將空氣中的氧氣電解成臭氧，特別是變電站，這一設施中電流的走向復雜，與空氣的接觸面大，更容易形成臭氧；其次，一些辦公設備也會造成臭氧污染，以激光打印機為例，激光打印機在工作中需要產(chǎn)生高壓靜電并通過靜電來吸附碳粉，高壓靜電的存在則會將周圍空氣中的氧氣電解，形成臭氧，雖然這些臭氧量較少，但由于存在于辦公環(huán)境當中，對人體的損害仍比較嚴重。

3 臭氧污染的危害

3.1 對人體的危害

臭氧的強氧化性，會對人體造成顯著的傷害。首先，臭氧會破壞人們的呼吸系統(tǒng)，在吸入臭氧時，強烈的異味會刺激人們的鼻黏膜，造成鼻部不適，上呼吸道被腐蝕，會造成咽喉腫痛，誘發(fā)炎癥，被破壞的呼吸道黏膜抵抗力降低，更有可能受到感染，臭氧還會腐蝕肺部，嚴重時甚至會誘發(fā)哮喘。其次，眼睛在接觸臭氧時會受到刺激，造成眼部流淚不適，嚴重時會損害眼內(nèi)黏膜，造成視力下降，皮膚在接觸臭氧時則會造成皮膚中的維生素E被氧化，導致皮膚長黑斑，出皺紋。最后，臭氧如果進入人體的循環(huán)系統(tǒng)，還會給人體帶來更大的損傷，比如，臭氧會損傷人們的甲狀腺，造成骨骼鈣化，濃度超過每立方米200微克的臭氧還會損傷人們的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，造成人們的思維、表達能力下降，進入循環(huán)系統(tǒng)的臭氧還會造成血液攜帶氧氣的能力下降，造成組織缺氧[3]。

3.2 對農(nóng)作物的損害

農(nóng)作物接觸到大氣當中的臭氧時，葉片會受到腐蝕，長出“斑點”，當臭氧進入葉片內(nèi)部之后，直接損傷葉綠體，葉片的顏色會發(fā)黃，造成農(nóng)作物無法進行正常的光合作用，最終枯萎死亡。臭氧進入土壤，與土壤當中的水分混合，其腐蝕性還會大大的增加，造成農(nóng)作物的根部受損，漸漸地失去吸收水分和營養(yǎng)的能力，最終因為缺乏養(yǎng)分而死亡。臭氧還會使農(nóng)作物體內(nèi)一些酶的合成速度降低，最終導致農(nóng)作物生長速度變慢、衰老速度變快，發(fā)育不良。

3.3 其它損害

臭氧的腐蝕性特別強，只有化學性質(zhì)穩(wěn)定的鉑、金等才能抵抗臭氧的侵蝕，即使是銀，在經(jīng)受臭氧的腐蝕之后也有可能產(chǎn)生過氧化銀，而生活中常用的灰色金屬設備就更容易受到腐蝕，比如鋼鐵制作的管道被銹蝕使用壽命變短，鼠標線路會因為臭氧的侵蝕而生銹。對于有機材料來說，臭氧會造成尼龍、棉花、聚酯等纖維制品的染料褪色，紙張會因為臭氧的作用發(fā)黃變脆，照片的圖像層脫落，輪胎、墊圈等橡膠制品也會因為臭氧的腐蝕失去彈性。

4 臭氧污染的特征

4.1 區(qū)域性特征

從臭氧污染的空間分布來看，臭氧污染的出現(xiàn)具有較強的區(qū)域性。容易產(chǎn)生臭氧污染的區(qū)域主要有以下三種，首先是重化工工業(yè)區(qū)，特別是煤礦開采、石油冶煉、火力發(fā)電等區(qū)域，這些區(qū)域往往大量使用化石燃料，容易造成氮氧化物、碳氧化物、可揮發(fā)性有機物以及催化光化學煙霧反應的固體顆粒物；其次，大型城市環(huán)境也容易產(chǎn)生臭氧污染，大型城市汽車保有量較多，出行中消耗的化石燃料也比較大，造成臭氧污染的廢氣排放量也就較多；最后，大型的變電設施附近也會因為電解作用造成臭氧的區(qū)域性污染[4]。

4.2 季節(jié)性特征

從臭氧污染的發(fā)生時間來看，臭氧污染的出現(xiàn)時間也具有較強的季節(jié)性。一般情況下，各地的臭氧污染主要發(fā)生在夏季，這一時間段環(huán)境氣溫高，紫外線強烈，從客觀條件上看有助于臭氧的形成。有時，臭氧污染的區(qū)域性特征會與季節(jié)性特征交叉作用。以廣東為例，近幾年臭氧污染主要集中在春季與秋季。春季末溫度開始上升，日照強度加強，降雨量與風力較小，有利于臭氧生成而不利于污染物擴散。秋季中弱冷空氣影響日趨頻繁，冷空氣到來前溫度升高，天氣靜穩(wěn)，易導致臭氧污染。夏季日照強度大，溫度高，但降雨多，風力大，邊界層高，擴散條件較好，臭氧濃度相對較低。

4.3 難治理特征

臭氧污染還具有難以治理的特征。氣體污染的擴散性強，難以收集，不能像水污染或固體污染那樣將污染物收集起來統(tǒng)一處理，只能通過源頭治理降低污染。然而臭氧污染來源的多樣性造成了治理困難。以京津冀地區(qū)為例，這里存在大量的中小型工業(yè)企業(yè)，分散的生產(chǎn)造成難以管理，而簡單的關停處理又會影響經(jīng)濟，短期難以施策，只能推動長期治理。

5 臭氧污染治理中存在的問題

5.1 生成機制復雜

臭氧為二次污染物，治理臭氧污染需要控制前體物排放。臭氧污染前體物主要為氮氧化物和揮發(fā)性有機物。而揮發(fā)性有機物來源眾多，工業(yè)源、農(nóng)業(yè)源、生活源、移動源、自然源等。同時臭氧與前體物呈非線性關系，不同區(qū)域臭氧污染特征不同，有些區(qū)域為氮氧化物敏感區(qū)，有些區(qū)域為揮發(fā)性有機物敏感區(qū)，需要對區(qū)域臭氧污染原理進行深入分析，制定相應的減排治理措施。

5.2 環(huán)保法規(guī)執(zhí)行不夠精準

根據(jù)國際社會的環(huán)境治理經(jīng)驗，要想推動環(huán)境治理，最重要的工具是環(huán)境保護的法律法規(guī)，雖然當下我國制定了一系列環(huán)保法規(guī)，但是這些法律法規(guī)執(zhí)行困難。首先，環(huán)保法規(guī)與我國的實際情況結合不足，缺少針對性，比如，在我國的許多地區(qū)，造成臭氧污染的主力并不是機動車而是燃煤，而相關的環(huán)保法規(guī)卻效仿一些發(fā)達國家，重點針對機動車污染，造成了環(huán)保治理沒有對癥下藥，治理效果有限[5]。

5.3 監(jiān)測技術水平不高

當下的空氣質(zhì)量監(jiān)測體系仍存在建設不充分等問題。首先，在我國的臭氧污染監(jiān)測技術體系當中，對于“可揮發(fā)性有機物污染”的監(jiān)測技術還比較落后，難以識別出種類繁多的有機物污染，造成了監(jiān)測技術的空白。其次，我國的環(huán)境監(jiān)測體系缺少投資，技術進步較慢，仍停留在“政策指導一步，一線前進一步”的擠牙膏階段，難以跟上技術進步浪潮和污染形式的變化。最后，我國的環(huán)境監(jiān)測技術條件不平衡，經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)監(jiān)測條件好，經(jīng)濟落后的地區(qū)監(jiān)測條件弱，不同的地區(qū)監(jiān)測標準不統(tǒng)一的現(xiàn)象比較明顯。

5.4 治理機制不完善

從環(huán)境保護的治理策略上看，我國的環(huán)境治理機制比較簡單，存在“運動式”治理的問題，難以根除環(huán)境污染。以燃煤污染治理為例，我國大量存在的小型火電廠、小型煤化工廠、小型鋼廠，這些單位生產(chǎn)分散，難以統(tǒng)一管理；加之技術落后，缺少生產(chǎn)轉(zhuǎn)型的動力。一旦造成嚴重的空氣污染，有關部門往往將這些企業(yè)關停了事，然而這些企業(yè)又是一些地區(qū)的經(jīng)濟主力，關停會造成更大的經(jīng)濟損失，最后有關部門只能暫停治理，恢復生產(chǎn)，直到再次出現(xiàn)嚴重污染時再“重啟”治理。這種運動式治理不但不能根除污染，還耗費了各方大量精力。

5.5 臭氧污染有擴大趨勢

當前，我國的臭氧污染有繼續(xù)擴大的趨勢。雖然對于工業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村地區(qū)的治理已經(jīng)初顯成效，但是城市環(huán)境的臭氧污染并未得到改善。一方面，機動車廢氣增加了臭氧污染源，另一方面，機動車的增多造成了熱島效應，導致大氣污染物更加難以擴散。

6 臭氧污染的治理策略

6.1 完善污染源調(diào)查 促進法規(guī)精準化

當前，我國的大氣污染治理法規(guī)缺少針對性，針對這種現(xiàn)象，有關部門應當完善污染源調(diào)查，促進法規(guī)的精準化。首先，有關部門要列舉空氣污染物清單，了解哪些污染物會造成臭氧污染；其次，有關部門要對自身管轄區(qū)域內(nèi)的污染源進行調(diào)查，確認石化工廠、交通運輸?shù)任廴驹串斨?，哪些是造成臭氧污染的主力，各自又具有什么樣的特點；最后，在進行了這兩方面調(diào)查的基礎上，對環(huán)境保護的法律法規(guī)進行精準化修改，制定合理的污染物排放量統(tǒng)計方法；制定有效的約束激勵機制，對明顯的污染物排放進行收費。

6.2 加大投資力度 促進技術進步

當下，我國的臭氧污染監(jiān)測技術分布不平衡，針對這一問題，可以通過兩種策略解決。首先，有關部門可以加大污染監(jiān)測的投資力度，借助市場的力量促進技術進步。加大投資力度可以將社會的力量引入環(huán)境治理當中，在擴大環(huán)境治理隊伍的同時，還可以借助市場競爭的機制促進技術進步[6]。其次，在全國范圍內(nèi)加強技術交流活動，促進先進的理念和監(jiān)測治理技術在全國范圍內(nèi)推廣。

6.3 改善環(huán)境治理機制 樹立“大環(huán)?！庇^

環(huán)境保護與居民生活息息相關，如果為了治理臭氧污染關閉發(fā)電站、煤化工廠，有可能讓當?shù)氐慕?jīng)濟停滯。為了應對這種問題，有關部門要樹立“大環(huán)?！庇^念，將環(huán)保工作與民生工作結合起來。一方面，在進行污染源調(diào)查時，要關注污染源和當?shù)亟?jīng)濟之間的關系，不能簡單地認為“污染源關閉就好”；另一方面，要用帶動社會生產(chǎn)生活整體進步的方式改變污染現(xiàn)狀，比如，針對分散生產(chǎn)的小火電、小煤化問題，除了關閉原有的污染企業(yè)，還要促進資源集中，形成新的、更集中、更先進的大型企業(yè)。

6.4 綜合治理機動車污染

在臭氧污染的治理工作中，有關部門應當綜合治理機動車造成的臭氧污染。首先，為了爭取居民的配合，有關部門要加大宣傳力度，讓更多人認識到臭氧污染的危害；其次，在城市建設方面，要開辟更多的公共交通線路，方便居民用公共交通出行；最后，在機動車的管理上，除了機動車“限號”出行以外，還要注意加強清潔油品的監(jiān)管力度，鼓勵新能源汽車和尾氣催化凈化等環(huán)保技術的推廣使用。

7 結語

綜上所述，臭氧污染治理的重點是污染源和民生關系，有關部門應當樹立“大環(huán)?！庇^，用綜合治理的方式解決污染問題。