臭氧层保护多途径防控臭氧污染的方法探究

袁震

摘 要：近年来，空气污染日益严重。特别是在全国范围内，大气臭氧污染问题日益突出。臭氧是影响城市空气质量的主要污染物。分析了造成臭氧污染的三个主要原因：NOx和VOCs的大量排放、不利的天气条件和严重的区域污染。通过对城市臭氧浓度数据的分析，江苏省国家控制点的臭氧浓度数据分析了2018年以来臭氧变化的特点，但发现达标率尚未提高。臭氧日变化呈单峰型变化趋势。高峰出现在14-16日，季节变化规律比较模糊，臭氧污染频率最高的是6月5日，10月的臭氧水平仍然较高。

关键词：臭氧层保护;防控臭氧污染;方法探究

1 引言

臭氧又称为超氧，它是氧的一种相同的体形，在常温下是一种特殊的颜色气味气体。臭氧主要分布在10-50km高的平层大气中，大气中的氧分子从太阳发射出来分解成氧原子，氧原子与周围的氧分子结合形成。近地臭氧是大气中一种重要的二次污染物，它受到太阳光照射，受到氮氧化物（NOx）和挥发性有机物（VOCs）的照射，经过一系列光化学反应产生，臭氧污染比颗粒物更隐蔽，而管理更为复杂的是高浓度臭氧会严重危害公众健康、农业生产和生态环境。臭氧已经成为一個全国性的污染问题。2018年，中国的臭氧密度比去年上升了8%。尤其是长江三角洲和珠江三角洲地区成为影响空气质量的主要污染物。

全国经济发展迅速，受到能源、产业结构、汽车保有量增加等诸多因素的影响，各地大气污染治理成为重点。根据全国大气监测数据，臭氧是2018年起6项污染物中唯一一项达标率为监测管理提供科技支撑的污染物。

2 国外臭氧污染防治做法及成效

2.1 美国

①严格按照国家环保局标准1.5A制定和更新环境空气质量标准。2020年10月的最新O3标准要求室外平均浓度不超过65ppb;

②提出了VOCs预防控制的重点。一是控制汽车尾气中的VOCs和NOx，控制工业VOCs，并根据大气O3浓度采取区域O3阶段控制措施，要求向O3浓度缺失地区提交15%的VOCs减排计划。在这些控制措施的共同作用下，美国上世纪90年代至2005年的减排量达到了55%。1990年，CAAA规定石化和化学工业公司必须实施LDAR。《规定》实施后，石化、化工企业VOCs排放量分别下降63%和56%;

③区域协调的美国目前有区域环境管理的框架，突破了州的限制，根据地理和社会经济体系将全国划分为10个地理区域，设立了区域办事处，并将其统一起来。环境保护组织有权进行立法、执法和处罚。

2.2 欧盟

①欧盟环境保护局负责地面臭氧污染监测，在大陆建立了586个地面监测站，分布在农村、城乡结合部和城市地区，加强了对臭氧前体的统计和监测;

②区域防务联合会控制的重要性，以及根据欧盟的数据共享规则，每个欧盟成员国必须每年向欧盟环境保护局报告臭氧前体材料的排放量，并确保污染物的排放量不会超过欧盟的目标值。到每年10月31日，欧盟成员国也会报告夏季臭氧污染情况，这些数字预测了人类健康对长期的影响;

③英国O3预防控制指南有帮助。英国首先调整能源结构，然后通过各种手段加强对汽车污染的防治。1956年，伦敦所有的燃煤发电厂都关闭了，与此同时，他们在1993年建立了一个无烟区，并要求在1993年清理一辆新车。此外，政府还通过降低停车费、汽车使用税、高回报等方式推广使用新能源汽车，有效控制了城市汽车保有量，减少了汽车尾气污染。

3 数据来源

3.1 资料来源

数据来自72个国家的环境空气质量控制监测站，其地理位置进行随机抽取，大致涵盖了全球所有范围内的空气检测数据，较为全面。每个城市有4到9个监测站。所有的监测站都可以24h每分钟实时监测臭氧。选取2018-2020年数据进行统计分析。

严格按照《环境空气质量指数（AQI）技术细则》和《环境空气质量标准》的要求，严格执行数据可用性、计算和评价方法，确定二级是否超标。

3.2 监测方法

臭氧分析法以紫外线法为基础，可根据臭氧分子中的电子共振直接测量紫外线的吸收（波长254nm），并以紫外线通过臭氧的方式计算臭氧浓度。该方法线性度好，响应快。

4 防控臭氧污染的方法

4.1 暗查

确保控制效果。生态环境执法人员提前收到密封的信封，在到达前可以直接打开信封到检查区。每天在数据站传递压力，并通过移动方法执行系统留下整个轨迹标记。在这样的水平上加强挥发性有机化合物法实施。

4.2 水陆空同步监管

水陆空同步，强化立体监控。采用空气质量监测传感器、PM2.5和VOCs导航观测、红外遥感光谱仪、固定式和移动式监测相结合的机载监测系统，对各地的城区、工业园区、线路进行系统测量，所有的VOCs排放源都被放在“眼皮底下”。对这种全方位VOCs系统的监测在日本尚属首次。环境监测部门与气象部门、专家组合作协商加密视频，公布未来7天的空气质量分级预报，3天前公布臭氧预警信息，臭氧预警预报表由等级预报提高到浓度预报，各部门臭氧浓度预报准确率大大提高。

4.3 建立健全的监管体系

“有针对性”的政策执行和协商机制的建立。在国内率先探索“调查、协商、整改”的工作模式。根据预测、采样监测和系统调查的结果，研究判断污染状况，评价工作效果，分析薄弱环节，提出有针对性的措施和建议。征求意见每天以通报的形式反馈到各地。各地还参照全省加强“技防”模式，聘请第三方调查组“边走边查”和“全面排查”，锁定高值污染区域，摸清“家底”;同时，在“体检”的基础上，引入专家组“表格”进行问题调查，追根溯源，精准处理。

5 结果与分析

5.1 江苏省臭氧污染总体状况

据数据统计，2018-2020年，江苏省各市臭氧标准总体呈上升趋势。2018年平均每天8h臭氧总量为20-160μg/m3，徐州市超过国家环境空气质量二级标准，其余12个城市达标，超标天数5-72天，超标率在0.5%-4.0%之间。2018年臭氧总浓度90%最大10h滑动平均值为202μg/m3，南京、无锡、常州、苏州以及淮安的浓度最高为南京，超标30μg/m3，超标天数为10-65天，超标率为2.5%-6.5%。据估算，2018年平均每天8h臭氧排放量为85%，只有徐州、连云港以及宿迁3个城市达到标准，镇江市浓度最高，为35μg/m3。

与周边省份相比，江苏省臭氧污染较为严重。臭氧部臭氧浓度为2018年和2020年长江流域平均值的85%和73%。2018年上海和浙江省臭氧平均8h平均值的86%分别为153微克/m3和135微克/m3。

5.2 江苏省臭氧污染空间变化

臭氧日的8天滑动平均值随75%的空间分布和平均密度的不同而不同。75%的数量主要反映在高臭氧的空间分布上。臭氧浓度的平均分布与2018年至2020年基本相同。2018年浓度较高，2019年沿江地区较多，除西北地区部分城市外，其他地区差异不大，总浓度较高。

江苏在地理上南北相望。气候也有南部和北部的特点。各城市的风向、温度、日照等天气条件都有一定的差异。臭氧和前体的传播将随天气条件而变化。在区域尺度上，由于时区和区域的不同，高空气流的流向和晴雨的情况不同，臭氧污染高峰的出现时间和面积可能会变得不稳定。江苏省臭氧污染发生在10月和11月，当时有统计数据显示臭氧超标。臭氧污染相对集中的月份是7月份气温最高、光线明亮的月份。

6 结论

我国的臭氧污染防治既是攻坚战也是持久战。根据本文研究结果显示我国的PM2.5污染明显改善的同时，臭氧超标天数呈上升趋势，因此达标率没有明显提高。所以，臭氧污染防治应继续聚焦重点，注重抓早抓紧，提前谋划、实施臭氧控制措施，组织开展精细化排查整治。开展实时监控，提升大气污染治理支撑保障能力现代化，扩大臭氧治理“朋友圈”，努力发动全社会加入到这场战役中。

参考文献：

[1]易睿，王亚林，等.长江三角洲地区城市臭氧污染特征与影响因素分析[J].环境科学与管理，2015（8）.

[2]王占山，李云婷，等.北京市臭氧的时空分布特征[J].环境科学，2014（12）.