四項(xiàng)有效措施應(yīng)對(duì)臭氧重污染天氣

自2013年《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》推進(jìn)以來(lái)，我國(guó)大部分地區(qū)的大氣污染狀況得到了明顯的改善提升。以北京市為例，2013年，北京市全年重污染天數(shù)共58天，占全年的15.9%，平均每周有一天重污染。到2019年，北京市全年重污染天數(shù)已下降至4天。雖然大氣中大部分污染物濃度都呈降低趨勢(shì)，但臭氧的含量一直居高不下。臭氧已經(jīng)成為近年來(lái)較為突出的空氣污染物之一，且已成為北京地區(qū)的首要污染物。建議從兩方面進(jìn)行防治，采取四項(xiàng)有效措施應(yīng)對(duì)臭氧重污染天氣。

一、什么是臭氧?

臭氧是氧氣的一種同素異形體，化學(xué)式是O3，是大氣中天然存在的一種氧化性痕量氣體。在大氣中只有大約1億分之一，臭氧濃度從地球近地面大氣到平流層，存在明顯的垂直分布，不同高度的臭氧對(duì)地球生態(tài)系統(tǒng)的作用也不相同。在距離地面10-35km處存在一個(gè)高濃度的臭氧層，其臭氧含量占地球大氣臭氧總量的90%以上，臭氧層阻止了太陽(yáng)短波紫外輻射進(jìn)入近地面大氣，保護(hù)了人類(lèi)和地球生態(tài)系統(tǒng)。但是在對(duì)流層中，天然臭氧濃度一般較低，通常在100μg/m3以下。

二、臭氧的來(lái)源和光化學(xué)煙霧

臭氧的來(lái)源主要分兩種，一種是自然來(lái)源，一種是人為產(chǎn)生。人為產(chǎn)生臭氧主要是由低空的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCS)、氮氧化物(NOX)及其它一些物質(zhì)在一定氣象條件(如強(qiáng)日光、低風(fēng)速和低濕度等)中，且在紫外線照射下發(fā)生復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)而生成的，除生成大量臭氧以外，還會(huì)產(chǎn)生過(guò)氧乙酰胺硝酸酯、含氧有機(jī)物(醛類(lèi)、酮類(lèi)和有機(jī)酸)以及PM2.5等化學(xué)物質(zhì)，這些生成物會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。這種由反應(yīng)物和產(chǎn)物形成的高氧化性混合氣團(tuán)，就叫光化學(xué)煙霧，其中臭氧是大氣光化學(xué)氧化劑的主要成分，占總氧化劑濃度的85%以上。因此臭氧常常作為光化學(xué)煙霧的代表性污染物，并作為光化學(xué)煙霧防治的主要目標(biāo)污染物。

光化學(xué)煙霧污染的成因非常復(fù)雜，科學(xué)家常用“緩慢燃燒的火焰”來(lái)形容大氣光化學(xué)反應(yīng)體系，并且確認(rèn)導(dǎo)致光化學(xué)煙霧形成的前體物(污染源直接排放的污染物)是氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物，其主要來(lái)源就是機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣的排放[1]。

三、臭氧的危害

臭氧具有強(qiáng)氧化性，近地面臭氧濃度不斷升高，對(duì)身體健康和生態(tài)系統(tǒng)危害巨大。

1、臭氧對(duì)人體的危害

臭氧的強(qiáng)氧化性導(dǎo)致其具有腐蝕性，環(huán)境空氣中較高的臭氧含量對(duì)人們的日常生活與生命健康造成一定危害，具體而言包括對(duì)鼻黏膜和呼吸道造成破壞，使哮喘、支氣管炎等呼吸道疾病的發(fā)病率與罹患率增加，甚至可能對(duì)肺部功能造成一定損傷;對(duì)眼睛與皮膚造成損害，破壞人體皮膚中的維生素E，出現(xiàn)黑斑;對(duì)人體中樞神經(jīng)造成影響，使人體記憶力減退，出現(xiàn)頭暈惡心癥狀;甚至能夠使人體免疫系統(tǒng)能力降低，誘發(fā)染色體病變，加速人體衰老或提升畸形兒產(chǎn)生概率[2]。

2、臭氧對(duì)環(huán)境的影響

臭氧污染對(duì)農(nóng)作物及植物也有非常明顯的影響。大量實(shí)驗(yàn)研究表明：當(dāng)O3濃度升高時(shí)會(huì)導(dǎo)致小麥產(chǎn)量減產(chǎn)[3]，很多綠色植物葉片合成葉綠素的作用也會(huì)降低，葉片發(fā)黃，影響光合作用的效率[4];生態(tài)系統(tǒng)的地下部分也會(huì)受到臭氧污染的影響，而且是一個(gè)不斷積累的過(guò)程，受最直接影響到的是植物對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收以及生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，土壤中的碳、氮循環(huán)系統(tǒng)受到的影響尤其重要，由此造成對(duì)植物的傷害而影響土壤的肥力。

3、臭氧對(duì)材料的影響

作為一種強(qiáng)氧化性氣體，臭氧能夠較快地與含有不飽和碳碳鍵的有機(jī)化合物反應(yīng)，包括橡膠、苯乙烯、萜類(lèi)、倍半裕烯以及不飽和脂肪酸及其脂類(lèi)。這些有機(jī)化合物普遍存在于室內(nèi)的建筑材料(如乳膠涂料等表面涂層)，居家用品(如軟木器具、地毯等)，以及橡膠、絲、棉花、醋酸纖維素、尼龍和聚醋的制成品中[5]。因此，含有這些材料的物品就極易被臭氧破壞，從而造成染料褪色、照片圖像層脫色、輪胎老化等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

四、臭氧的防治

臭氧污染是治理大氣污染面臨的另一挑戰(zhàn)，控制揮發(fā)性有機(jī)物(VOCS)和氮氧化物(NOX)排放是解決臭氧污染問(wèn)題的關(guān)鍵所在。

1、VOCS的污染防治

VOCs含量的控制是降低臭氧污染危害的重要因素之一，從本質(zhì)上而言，其可以被劃歸為光反應(yīng)的一種有機(jī)化合物。VOCs是形成O3和PM2.5的重要反應(yīng)物之一，控制、削減VOCs排放量是O3治理的關(guān)鍵所在。

VOCs來(lái)源廣泛，包括天然源和人為源，其中人為源包括工業(yè)源、交通源、農(nóng)業(yè)源和生活源。工業(yè)源VOCs涉及各個(gè)行業(yè)，因此VOCs污染防治要有針對(duì)性。在對(duì)其進(jìn)行防治的過(guò)程中把著重點(diǎn)放到石化、印刷等污染比較嚴(yán)重的行業(yè)中，對(duì)相關(guān)行業(yè)推行更加精細(xì)化的管理形式，最大程度地降低VOCs的產(chǎn)生量。對(duì)于石化運(yùn)輸?shù)绕髽I(yè)而言，應(yīng)重視整個(gè)裝卸以及儲(chǔ)存過(guò)程的污染控制，運(yùn)輸時(shí)最大程度的選擇密封容器，降低泄露的可能性。加強(qiáng)對(duì)工藝廢氣的綜合治理，對(duì)生產(chǎn)時(shí)所產(chǎn)生的含有污染物的尾氣進(jìn)行再處理、再利用。推廣使用低(無(wú))VOCs含量、低反應(yīng)活性的原輔材料和產(chǎn)品，優(yōu)化生產(chǎn)工藝。全面推進(jìn)集裝箱、汽車(chē)、木質(zhì)家具、船舶等制造行業(yè)工業(yè)涂裝VOCs排放控制。只有控制VOCs的整體排放量才能從根本上減少低空中的臭氧含量，從而實(shí)現(xiàn)大氣污染治理的目的。

2、氮氧化物(NOX)的污染防治

NOx排放來(lái)源主要為工業(yè)生產(chǎn)用的各種鍋爐、窯爐排放及交通源排放。對(duì)于各類(lèi)鍋爐、窯爐，必須安裝低氮燃燒器或建設(shè)高效脫硝裝置，進(jìn)一步減少NOx排放量。

五、臭氧重污染天氣應(yīng)對(duì)措施

關(guān)閉門(mén)窗。澄清幾個(gè)臭氧防護(hù)的錯(cuò)誤辦法：?jiǎn)渭兊目谡帧P噴溶、玻璃纖維、光觸媒、活性炭、金屬網(wǎng)這些都無(wú)法過(guò)濾臭氧。最有效的方法應(yīng)是：關(guān)閉門(mén)窗，杜絕污染進(jìn)入。

減少戶(hù)外活動(dòng)。根據(jù)臭氧污染的特點(diǎn)(臭氧污染嚴(yán)重時(shí)段為每天13:00―17:00光照強(qiáng)度較大的時(shí)間段)，建議人們減少戶(hù)外活動(dòng)，出行時(shí)多乘用公共交通，盡可能的把綠色出行的理念確切落實(shí)到生活的每一次出行中。

改善城市布局。相關(guān)部門(mén)應(yīng)對(duì)整個(gè)城市的工業(yè)空間布局進(jìn)行改善，對(duì)于污染比較嚴(yán)重的企業(yè)可以采取強(qiáng)制性手段提升自身工藝水平，從根本上控制污染物的增加量。

完善預(yù)警機(jī)制。對(duì)現(xiàn)有的大氣污染預(yù)警機(jī)制進(jìn)行完善，各個(gè)地區(qū)根據(jù)當(dāng)?shù)貭顩r制定合適的應(yīng)急方案，確保一旦污染事件發(fā)生相關(guān)部門(mén)可以及時(shí)啟動(dòng)預(yù)案，推進(jìn)整個(gè)污染治理工作有效運(yùn)行。