苏北某市2021年夏季臭氧及VOCs污染管控效果分析

江苏省徐州环境监测中心 孟庆江，冯春莉，饶永才

苏北某市近三年环境空气质量持续改善，主要污染物浓度逐年下降，但臭氧污染防治效果不明显，臭氧浓度和超标天数在2019年出现了不降反升现象。臭氧成为首要污染物日期提前，作为首要污染物天数持续增多，臭氧已成为大气污染防治攻坚工作面临的新挑战。

一、苏北某市近三年臭氧污染形势

随着大气污染防治攻坚工作的有力推进，2018-2020年苏北某市空气质量逐年改善，NO2、PM2.5等主要污染物浓度和超标天数逐年下降，至2020年达到最低值；但臭氧浓度和超标天数却未明显下降，2019年臭氧浓度和超标天数达到最高值；2020年臭氧浓度与2018年持平，超标天数下降7天，臭氧污染防治效果远未达到预期。（见图1）

图1 苏北某市2018-2020年空气质量指标变化

二、臭氧污染原因分析

（一）臭氧与其他参数相关性

从苏北某市O3与气象参数和VOCs组分的相关性分析可以看出，较高的气温和较大的风速均有利于O3生成。VOCs组分中与O3浓度呈中度相关的有9种，其中O3与2,4-二甲基戊烷呈正相关，与苯乙烯、乙烯、甲苯、正丁烷、3-甲基戊烷、正戊烷、异丁烷、丙烷均呈负相关，与烯烃类和芳香烃中的甲苯相关性较高。从组分分类来看，烷烃类所占比重最大，有6个组分；烯烃类有2个组分，芳香烃类有1个组分。（见图2）

图2 苏北某市O3与其他因子Pearson相关系数

（二）臭氧污染原因分析

苏北某市处于O3污染的VOCs控制区，VOCs污染对O3污染影响较大。VOCs组分中与O3的Pearson相关系数较高的组分主要来自橡胶塑料、化工、石油制品、溶剂涂料等行业，以及移动源、燃烧排放、植物排放等。

对该市臭氧和VOCs污染进行溯源，现场走访了市区周边的家具集聚区、机械加工园区、散乱污企业集中区，发现该市臭氧污染与市区周边的家具、机械加工、涉VOCs散乱污企业等密切相关，上述企业的喷漆等工序产生的VOCs排放对O3污染影响较大。选取部分家具、机械加工等企业进行现场监测，发现家具企业喷漆废气未经处理直接排放、露天喷漆等现象较多，TVOC浓度8.45mg/m3至16.34mg/m3不等；机械加工企业车间内直接喷漆、刷漆现象普遍，TVOC浓度8.97mg/m3至404.4mg/m3不等；铸造厂、沙发加工、板材等散乱污企业均未配套VOCs废气污染治理设施，TVOC浓度5.08mg/m3至15.79mg/m3不等。上述企业未经处理的高浓度VOCs排放参与大气光化学反应，对O3生成有较大贡献，是造成该市O3超标的主要原因之一。

三、臭氧污染管控效果分析

（一）VOCs管控效果

2021年二季度苏北某市环境空气中VOCs平均浓度24.15ppb，同比下降24.5%，VOCs管控效果较好。但芳香烃、烷烃、烯烃浓度同比分别升高了33.7%、16.2%、8.9%。

筛选2021年第二季度对臭氧生成贡献最高的前10种组分，分别为甲醛、乙醛、2-甲基1,3-丁二烯（异戊二烯）、间,对-二甲苯、乙烯、1,3-二乙基苯、邻二甲苯、甲苯、对二乙苯、1,2,4-三甲苯。与2020年二季度相比，臭氧生成潜势前十物种增加了1,3-二乙基苯、邻二甲苯、甲苯、对二乙苯、1,2,4-三甲苯，同时间,对-二甲苯臭氧生成潜势同比增加25.7%，上述物种均与溶剂、涂料行业密切相关。（见图3）

图3 2021年/2020年第二季度臭氧生成潜势前十物种

（二）臭氧污染管控效果

从气象条件看，2021年二季度苏北某市平均气温20.6℃，同比降低0.3℃（1.4%），日照时数179.7h，同比减少19.3h（9.7%），30℃以上臭氧易生成天减少3天，云系天增加19天，太阳辐射强度减弱，但降水量和有效降雨天数同比大幅减少。虽然气象条件总体有所改善，对臭氧污染防治有一定的正向作用，但通过对臭氧浓度和超标天数进行同比，仍可直观体现出该市臭氧污染管控的效果。

二季度苏北某市臭氧超标16天，同比减少12天，O3-8h浓度同比下降9.4%，臭氧污染管控效果明显。与省内城市相比，该市O3-8h浓度同比降幅排名第2，优良率同比升幅排名第1；与淮海经济区周边8个城市相比，该市O3-8h浓度同比降幅排名第3，优良率同比升幅排名第2，客观上反映出该市2021年二季度臭氧污染管控效果领先于省内和周边城市。

四、结论

（1）苏北某市近三年空气质量持续改善，但臭氧浓度和超标天数却未明显下降，2019年反而出现了不降反升现象，臭氧污染防治效果远未达到预期。

（2）该市O3污染与市区周边的家具、机械加工、涉VOCs散乱污企业等密切相关，溯源发现部分家具、机械加工等企业未经处理的高浓度VOCs排放参与大气光化学反应，对O3生成有较大贡献，是造成该市O3超标的主要原因之一。

（3）2021年4月对市区周边VOCs污染源进行专项整治后，二季度该市环境空气中VOCs浓度同比下降24.5%，VOCs管控取得了明显的成效；臭氧超标天数同比减少12天，O3-8h浓度同比下降9.4%，臭氧污染管控效果明显。

（4）与VOCs浓度同比大幅下降形成反差的是，二季度芳香烃浓度同比大幅升高，臭氧生成潜势同比大幅增加，这与溶剂、涂料行业密切相关，说明该市工程机械、电动车、家具等行业喷漆产生的VOCs污染仍是下一步臭氧污染管控的重点。