大气中臭氧的存在形式及治理对策

山西省沁水环境监测站 山西 沁水 048200

引言

从2012年开始,中国空气质量标准扩大监测范围,将O3纳入其中,O3标准排放量为:日8h平均最高浓度为160g/m3,排放标准与发达国家标准相差无几。近年来,由于空气中O3含量的持续增加,政府部门加强治理,不断提出新的应对措施。

一、大气中臭氧的存在形式

O3是无形的,既看不见又摸不到,因此,它被称为空气中的隐形杀手,它对环境的危害主要与以下两个方面有关,一是环境空气中O3的浓度,二是生物接触O3的时间。它很容易与生物组织产生反应,进而对生物体带来负面影响。例如,它损害人的视觉系统,引起呼吸系统感染,损害肌肉细胞的活动能力,引起神经毒性,诱发细胞染色体变异,破坏人体的正常免疫功能[2]。对于患有呼吸道疾病的人来说,即使暴露在浓度很低的O3环境空气中,他们也会受到明显的伤害。O3不仅危害对人体生理功能,还会对植物和农作物产生负面影响。O3可以引起的酸雨,大大降低植物的成活的概率,还会减少农作物的产量。

二、臭氧污染的成因及特征

(一)臭氧污染的形成原因。引发O3污染的因素有很多,罪魁祸首是化石燃料的燃烧产物和工业企业排放的碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳等污染气体构成。当遇到强烈的阳光和紫外线,这些污染物会吸收太阳光的能量,因此,原有的化学键被破坏,进行光化学反应,生成O3以及其他的二次污染物。一般来说,光化烟雾是由一次污染物和二次污染物混合而成的,因此,O3是光化学烟雾的罪魁祸首。

目前,我国大气O3污染主要指的是地表层10～100米范围内的O3超出标准规定,几乎都是人类活动引发的,比如:加油站、石化企业和机动车排放的有毒废气在强烈的光照情况下,这些气体会发生反应,产生二次污染物。大气中的氧化性随O3浓度增加而增加。环境空气中的一些气体污染物(氮氧化物和硫氧化物)极不稳定,经反应会形成成颗粒物质(硝酸盐和硫酸盐)。

(二)臭氧污染的特征。地表层O3污染与空气的温度和湿度密切关联,随其变化而变化,通常情况下,如果温度较高,相对湿度较低,臭氧污染的可能性较高。从四季来看,O3污染多发生在夏秋两季,该季度的日照较强(6－9月);以单日来说,午后时段(13:00－16:00),O3极易超过标准规定。天平状况也是影响O3的一个关键因素,会使其发生波动性变化,在晴天时,O3的浓度相对较高,在阴天或雨天时相对较低。另外,打雷或闪电天气下会产生O3,一部分O3会从平流层被输送到到地表层。不同地区的O3污染程度也不相同。在北方的一些城市,O3污染集中在6月;而在南方的一些城市,O3污染大多集中在5月、6月以及10月;在西部的一些城市,O3污染现象没有明显的规律可循。即使在同一地区,城市工业区附近的O3浓度明显高于市中心。此外,不同区域污染源排放情况也会影响O3污染。

总而言之,O3浓度不仅与气候和天气条件密切相关,而且容易随氮氧化物(NOx)和挥发性有机化合物(VOCs)的排放比例而发生波动。

三、臭氧污染的治理对策

(一)控制工业企业废气中污染物排放。空气中的氮氧化物和硫氧化物主要是燃烧煤和石油等化石燃料燃烧产生的废气。因此,有必要改善和优化产业结构和能源结构,加强对燃煤锅炉、火电厂等脱硫脱硝设施的建设,加快锅炉清洁能源工程的改造进度,确保锅炉能够实现超低排放。

对机动车尾气、大型餐饮业排放等挥发性有机化合物是关键的前体物,可以造成臭氧污染,对二次PM．5的生成起到促进。要想有效地减少大气环境中可吸入颗粒物,降低臭氧的浓度,控制挥发性有机化合物的排放至关重要。加强对企业的鼓励,使其自行实施监视检测挥发性有机化合物工作。加大对污染源头和污染过程的控制力度,鼓励挥发性有机化合物的回收,并优先鼓励在生产系统中的再利用。具体的来说对于汽车尾气的控制,一方面政府要鼓励新能源汽车的生产,另一方面还要对传统汽车尾气净化技术进行完善,从而减少臭氧的排放;针对大型餐饮业排放臭氧,可以设计新型复合油烟机净化器,在源头上掐断臭氧的排放,另外加强甲钴胺,提升违法成本,勒令不符合要求的餐饮企业整改后开业;对于城建喷漆、涂料则可以用油漆除味剂,采用植物液气相反应的方法将有机废气成分除去,从而能够满足排放的需求。

(二)加强区域联合控制。取得蓝天保卫战的胜利,区域联防联控机制是关键环节,空气净化程度与其息息相关。在当地和区域大气环流的驱动下,逆风城市产生的臭氧前体和臭氧将被输送到顺风城市,从而使顺风城市的臭氧浓度大大增加。因此,有必要对区域空气污染采取联合防治措施,严格掌握联合管理,共同减少各类排气污染物,避免污染物发生迁移和叠加,从而造成更严重的区域污染。

(三)建立应急减排措施。探索污染物排放过程管理,提高高污染季节重点行业挥发性有机化合物和氮氧化物的排放标准,并在许可证中明确划定季度的排放标准,从而科学合理的安排企业的生产工作。石油、化工、工业漆、家具制造等重点挥发性有机化合物排放企业。结合企业的生产特点,他们将实行有限生产、间歇生产或停止生产,从而确保挥发性有机化合物的排放大大减少。城市地区的大型商业场所和建筑物将在不同时间被喷洒和停止。加大监督和检查力度,有利于保证企业污染治理设施的正常工作和使用。

四、结语

综上所述,环境空气中的臭氧污染越来越严重,有很多因素可以引发臭氧污染,同时,臭氧污染本身对生物和环境造成很大的破坏。因此,防治臭氧污染应把防治工作放在首位,强化人们的环保观念,认识到臭氧污染的危害,从自身做起,积极主动的投入到臭氧污染防治工作中。