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臭氧污染防治,臭氧污染来源

2021-06-20 17:06:52

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臭氧污染来源

臭氧的来源分为自然源和人为源 。自然源的臭氧主要指平流层的下传。1962年,Junge研究认为,在波长小于240nm 紫外线的辐射条件下,平流层中的臭氧会分解,产生的氧原子与氧分子结合产生臭氧,平流层臭氧向下传输到对流层,成为对流层中臭氧的源。 [13] 

人为源的臭氧主要是由人为排放的NOx、VOCs等污染物的光化学反应生成。在晴天、紫外线辐射强的条件下,NO2等发生光解生成一氧化氮和氧原子,氧原子与氧反应生成臭氧。臭氧是强氧化剂,在洁净大气中,臭氧与一氧化氮反应生成为NO2,而臭氧分解为氧气,上述反应的存在使臭氧在大气中达到一种平衡状态,不会造成臭氧累积。当空气中存在大量VOCs等污染物时,VOCs等产生的自由基与一氧化氮反应生成二氧化氮,此反应与臭氧和一氧化氮的反应形成竞争,不断取代消耗二氧化氮光解产生的NO、HO2、RO2、H、OH引起了NO向NO2转化,使上述动态平衡遭到破坏,导致臭氧逐渐累积,达到污染难度级别 [14]  。NOx、VOCs、CO等臭氧前体物都是一次污染物,主要来源于交通工具的尾气排放、石油化工和火力发电等工业污染源排放及饮食、印刷、房地产等行业的污染源排放等。秸秆等生物质的大量燃烧,也会产生大量的VOCs和NOx等臭氧前体物。 [13] 

臭氧污染监测

我国2012年2月发布的《环境空气质量标准》(GB3095-2012)规定,臭氧的日***8小时平均值二级浓度限值为160μg/m3。作为空气中六大污染物之一,臭氧污染监测是臭氧污染预报和防治的重要内容之一。1929年Dobson分光光度计的研制成功,奠定了大气臭氧地面观测的基础。我国在20世纪50年代开始对臭氧总含量进行观测,先后建立了香河市臭氧观测站和昆明臭氧观测站,所用仪器均为Dobson臭氧分光光度计。测定臭氧的方法有试纸比色法、微分光谱法、库仑法、极谱法、气相色谱法、化学发光及荧光法等十几种。 [13] 

我国目前测定臭氧的标准方法主要有《环境空气臭氧的测定 靛蓝二磺酸钠分光光度法》(HJ 504-2009)和《环境空气臭氧的测定 紫外光度法》(HJ 590-2010)两种手工分析方法,自动监测方法主要有紫外荧光法和差分吸收光谱分析法。 [13] 

“十二五”末,我国建成***环境空气质量监测网。***环境空气质量监测网由城市站、区域站和背景站组,监测内容包括SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3和CO等6项监测指标的实时小时浓度值、日均浓度值等,可以实时掌握监测点的臭氧指标数据,摸清重点区域污染特征,提高空气质量预报预警能力。2013年7月30日发布的《环境空气气态污染物连续自动监测系统技术要求及检测方法》(HJ 654-2013),规定了环境空气气态污染物连续自动监测系统的组成、技术要求、性能指标和检测方法。之后又陆续发布《环境空气自动监测标准传递管理规定(试行)》(环办监测函〔2017〕242号)和《***环境空气质量监测网城市站运行管理实施细则》(环办监测函〔2017〕290号)。2017年10月17日,环境保护部又发布《环境空气臭氧一级校准作业指导书(试行)》《环境空气臭氧标准参考光度计间接比对作业指导书(试行)》《环境空气臭氧传递标准间逐级校准作业指导书(试行)》《环境空气臭氧自动监测现场比对核查作业指导书(试行)》4项涉及臭氧监测的作业指导书,完善了全国臭氧监测质量管控体系,并将对臭氧进行统一标准定期监督检查。 [13] 

2018年2月22日,为贯彻落实《2018年重点地区环境空气挥发性有机物监测方案》,生态环境部发布了《环境空气臭氧前体有机物手工监测技术要求(试行)》(环办监测函〔2018〕240号),进一步规范环境空气臭氧前体有机物手工监测工作。 [13] 

臭氧的预报

早在20世纪70年代,欧洲就建立了中期天气预报平台(ECMWF)。1979年,欧洲***次成功发布了中期数值预报。在20世纪末,中国科学院大气物理所建立了“城市空气质量数值预报模拟系统”,并对天津、沈阳等市空气污染物进行了数值预报。2007年12月16日,上海气象台首次发布每日臭氧预报。当时,为评估大气环境对生态和人类健康的影响,欧美***都已经开展了类似预报,其中臭氧预报是天气预报的主要产品之一。 [13] 

随着臭氧污染程度的加重以及人们对臭氧危害认识的加深,对臭氧的准确预报显得尤为重要。上海、广东等省市已连续多年开展臭氧预报。2018年1月16日,中国气象局负责人表示,2018年将开展全国臭氧气象预报,为生态环境部门提供支撑。 [13] 

控制对策

我国对于臭氧污染的控制防治尚处于起步阶段。臭氧污染与雾霾不同,其产生机制复杂,治理难度很大。在公众层面,不仅要注意个人健康防护,而且应积极参与到臭氧防治工作。臭氧污染时,戴口罩基本阻挡不了臭氧的吸入。因此,在臭氧污染严重时,儿童和老人等敏感人群应尽量避免在午后日照强烈时外出,远离马路边、装修污染严重的地方。在***层面,目前主要要建立臭氧和PM2.5协同控制机制,制定行之有效的臭氧污染防治对策。 [13] 

挥发性有机化合污染物和氮氧化物是臭氧形成的重要前体物,控制臭氧污染,就要协同控制好挥发性有机化合物和氮氧化物的排放。如:使用天然气、太阳能、风能、生物质能等清洁能源,整治各类散乱污企业,限制煤炭等的消费总量;优化发展方式,改进工艺设计,在火电、钢铁、水泥建材、焦化、有色、石油炼制、化工、农药医药、包装印刷等重点行业实施清洁生产,减少污染物排放;控制城市机动车数量,进一步严格尾气排放标准,鼓励购买和使用清洁能源汽车,减少机动车尾气排放量。按《大气污染防治行动计划》,通过采取综合防治措施,坚持政府调控与市场调节相结合、***推进与重点突破相配合、区域协作与属地管理相协调、总量减排与质量改善相同步,形成政府统领、企业施治、市场驱动、公众参与的大气污染防治新机制。


臭氧污染防治,臭氧污染来源

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臭氧污染来源

臭氧的来源分为自然源和人为源 。自然源的臭氧主要指平流层的下传。1962年,Junge研究认为,在波长小于240nm 紫外线的辐射条件下,平流层中的臭氧会分解,产生的氧原子与氧分子结合产生臭氧,平流层臭氧向下传输到对流层,成为对流层中臭氧的源。 [13] 

人为源的臭氧主要是由人为排放的NOx、VOCs等污染物的光化学反应生成。在晴天、紫外线辐射强的条件下,NO2等发生光解生成一氧化氮和氧原子,氧原子与氧反应生成臭氧。臭氧是强氧化剂,在洁净大气中,臭氧与一氧化氮反应生成为NO2,而臭氧分解为氧气,上述反应的存在使臭氧在大气中达到一种平衡状态,不会造成臭氧累积。当空气中存在大量VOCs等污染物时,VOCs等产生的自由基与一氧化氮反应生成二氧化氮,此反应与臭氧和一氧化氮的反应形成竞争,不断取代消耗二氧化氮光解产生的NO、HO2、RO2、H、OH引起了NO向NO2转化,使上述动态平衡遭到破坏,导致臭氧逐渐累积,达到污染难度级别 [14]  。NOx、VOCs、CO等臭氧前体物都是一次污染物,主要来源于交通工具的尾气排放、石油化工和火力发电等工业污染源排放及饮食、印刷、房地产等行业的污染源排放等。秸秆等生物质的大量燃烧,也会产生大量的VOCs和NOx等臭氧前体物。 [13] 

臭氧污染监测

我国2012年2月发布的《环境空气质量标准》(GB3095-2012)规定,臭氧的日***8小时平均值二级浓度限值为160μg/m3。作为空气中六大污染物之一,臭氧污染监测是臭氧污染预报和防治的重要内容之一。1929年Dobson分光光度计的研制成功,奠定了大气臭氧地面观测的基础。我国在20世纪50年代开始对臭氧总含量进行观测,先后建立了香河市臭氧观测站和昆明臭氧观测站,所用仪器均为Dobson臭氧分光光度计。测定臭氧的方法有试纸比色法、微分光谱法、库仑法、极谱法、气相色谱法、化学发光及荧光法等十几种。 [13] 

我国目前测定臭氧的标准方法主要有《环境空气臭氧的测定 靛蓝二磺酸钠分光光度法》(HJ 504-2009)和《环境空气臭氧的测定 紫外光度法》(HJ 590-2010)两种手工分析方法,自动监测方法主要有紫外荧光法和差分吸收光谱分析法。 [13] 

“十二五”末,我国建成***环境空气质量监测网。***环境空气质量监测网由城市站、区域站和背景站组,监测内容包括SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3和CO等6项监测指标的实时小时浓度值、日均浓度值等,可以实时掌握监测点的臭氧指标数据,摸清重点区域污染特征,提高空气质量预报预警能力。2013年7月30日发布的《环境空气气态污染物连续自动监测系统技术要求及检测方法》(HJ 654-2013),规定了环境空气气态污染物连续自动监测系统的组成、技术要求、性能指标和检测方法。之后又陆续发布《环境空气自动监测标准传递管理规定(试行)》(环办监测函〔2017〕242号)和《***环境空气质量监测网城市站运行管理实施细则》(环办监测函〔2017〕290号)。2017年10月17日,环境保护部又发布《环境空气臭氧一级校准作业指导书(试行)》《环境空气臭氧标准参考光度计间接比对作业指导书(试行)》《环境空气臭氧传递标准间逐级校准作业指导书(试行)》《环境空气臭氧自动监测现场比对核查作业指导书(试行)》4项涉及臭氧监测的作业指导书,完善了全国臭氧监测质量管控体系,并将对臭氧进行统一标准定期监督检查。 [13] 

2018年2月22日,为贯彻落实《2018年重点地区环境空气挥发性有机物监测方案》,生态环境部发布了《环境空气臭氧前体有机物手工监测技术要求(试行)》(环办监测函〔2018〕240号),进一步规范环境空气臭氧前体有机物手工监测工作。 [13] 

臭氧的预报

早在20世纪70年代,欧洲就建立了中期天气预报平台(ECMWF)。1979年,欧洲***次成功发布了中期数值预报。在20世纪末,中国科学院大气物理所建立了“城市空气质量数值预报模拟系统”,并对天津、沈阳等市空气污染物进行了数值预报。2007年12月16日,上海气象台首次发布每日臭氧预报。当时,为评估大气环境对生态和人类健康的影响,欧美***都已经开展了类似预报,其中臭氧预报是天气预报的主要产品之一。 [13] 

随着臭氧污染程度的加重以及人们对臭氧危害认识的加深,对臭氧的准确预报显得尤为重要。上海、广东等省市已连续多年开展臭氧预报。2018年1月16日,中国气象局负责人表示,2018年将开展全国臭氧气象预报,为生态环境部门提供支撑。 [13] 

控制对策

我国对于臭氧污染的控制防治尚处于起步阶段。臭氧污染与雾霾不同,其产生机制复杂,治理难度很大。在公众层面,不仅要注意个人健康防护,而且应积极参与到臭氧防治工作。臭氧污染时,戴口罩基本阻挡不了臭氧的吸入。因此,在臭氧污染严重时,儿童和老人等敏感人群应尽量避免在午后日照强烈时外出,远离马路边、装修污染严重的地方。在***层面,目前主要要建立臭氧和PM2.5协同控制机制,制定行之有效的臭氧污染防治对策。 [13] 

挥发性有机化合污染物和氮氧化物是臭氧形成的重要前体物,控制臭氧污染,就要协同控制好挥发性有机化合物和氮氧化物的排放。如:使用天然气、太阳能、风能、生物质能等清洁能源,整治各类散乱污企业,限制煤炭等的消费总量;优化发展方式,改进工艺设计,在火电、钢铁、水泥建材、焦化、有色、石油炼制、化工、农药医药、包装印刷等重点行业实施清洁生产,减少污染物排放;控制城市机动车数量,进一步严格尾气排放标准,鼓励购买和使用清洁能源汽车,减少机动车尾气排放量。按《大气污染防治行动计划》,通过采取综合防治措施,坚持政府调控与市场调节相结合、***推进与重点突破相配合、区域协作与属地管理相协调、总量减排与质量改善相同步,形成政府统领、企业施治、市场驱动、公众参与的大气污染防治新机制。


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