关于大气臭氧污染特征及其治理措施的相关研究
摘要：空气质量两大污染因素，一个是PM2.5，另一个是O3。本文主要对大气O3污染问题进行了相关论述，阐述了O3污染的性质与危害，分析了其产生的成因及特征，最终并针对性的地提出了大气O3污染的治理措施笔者借此为提供一定参考。
关键词：大气臭氧；污染治理
中图分类号：X51 文献标志码：A 文章编号：2095-672X（2018）06-0048-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.027
Abstract： Fine particles and ozone are two major pollution factors of air quality. This paper discusses the problem of ozone pollution in the atmosphere， describes the nature and harm， analyze the causes and characteristics， put forward measures for the treatment of ozone pollution， in order to improve the quality of air environment in China.
Key words： Atmospheric ozone；Pollution control
自2012年起，我国空气质量标准将O3纳入空气监测的范围，标准规定的O3日最大8h平均濃度为160μg/m3，基本接近发达国家标准。随着近几年空气中O3含量的上升，政府部门不断提出新的举措，2017年环保部联合六部委印发了《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》，明确对相关省市及行业提出了具体要求，力求遏制O3不断上升的势头，改善大气空气质量状况[1]。
1 臭氧污染的性质及危害
O3在常态下是一种淡蓝色气体，浓度较低时略有清新味，浓度较高时有刺鼻气味，常被用作漂白剂及各种灭菌剂。O3的稳定性较差，能够自行分解成O2。位于地面25km附近平流层的O3可吸收紫外线辐射，是地球上生命体重要的屏障。带有污染性的O3一般指的是近地面的O3，按照我国目前的标准，O3每小时均浓度超过200μg/m3视为超标，即为O3污染。O3看不见，摸不着，被称为空气中的隐形杀手，其对环境的危害主要取决于环境空气中O3的浓度和生物暴露在O3环境中的时间。它极容易与生物组织发生反应，进而对生物机体造成负面作用。比如对人的视觉系统造成破坏、造成呼吸系统的感染、损伤肌肉细胞的活动能力、引发神经中毒现象、诱发细胞染色体畸变、破坏人体正常的免疫机能等[2]。对于患有呼吸道系统疾病的人群来说，即使暴露在低浓度的O3环境中也会受到明显的危害。除了对人体机能造成损伤，O3还会对植物和农作物造成负面影响，引发的酸雨明显降低植物的成活率和农作物的产量，给农业和林业带来经济损失。20世纪50年代发生在美国洛杉矶的光化学烟雾事件正是近地面O3浓度过高引发的，自此这一严重的公害事件让社会各界对环境O3问题时刻保持警惕。
2 臭氧污染的成因及特征
2.1 臭氧污染的形成原因
造成O3污染的主要原因是化石燃料的燃烧和工业企业排放到空气中的一次污染物，比如碳氢化合物、氮氧化物、CO以及其他挥发性有机物等，这些污染物在强烈阳光紫外线的作用后吸收阳光的能量，使原本的化学键被破坏，发生光化学反应生成O3等二次污染物。通常说的光化学烟雾即是一次污染物和二次污染物的混合物，所以说O3是光化学烟雾的主要成分。
目前，我国大气O3污染主要指近地面10～100m范围内的O3超标，基本是人类活动所造成的，比如石化企业、加油站、机动车尾气排放等氮氧化物（NOx）和挥发性有机污染物（VOCs）在强烈阳光照射条件下产生的二次污染物。随着O3浓度的升高，大气的氧化性也随之增强，空气中的氮氧化物和硫氧化物等气态污染物会转化成硝酸盐和硫酸盐等颗粒物[3]，因此在O3生成的同时也加速了二次颗粒物的生成。
2.2 臭氧污染的特征
近地面O3污染随着温度和湿度的变化而发生变化，一般来说，在温度较高而相对湿度较低时容易发生臭氧污染。以四季来说，阳光强烈的夏秋季节（6～9月）较容易发生O3污染；以单日来说，午后时段（13：00～16：00）容易发生O3超标。天气情况变化也会对O3浓度造成波动性影响，晴天时O3的浓度较高，阴雨天O3的浓度较低。此外，雷电现象会产生O3，部分O3从平流层输入到近地面层。对于不同地区来说，O3污染情况也有所不同。北方城市O3污染多发生在6月；而南方城市O3污染的多发月份在5月、6月以及10月；西部城市O3污染现象的规律性不明显。对于同一地区来说，城市工业区附近O3浓度高于市区内O3浓度。此外，O3污染还受到各地区污染源排放情况的影响。
总之，O3的浓度不仅受到气候及天气条件因素的影响而发生变化，同时也容易随着氮氧化物（NOx）和挥发性有机物（VOCs）排放比例的变化而出现波动。
3 大气臭氧污染治理措施
3.1 严格控制燃煤污染
大力推进非电行业煤炭削减，推进燃煤机组抄底排放改造，将钢铁、火电、石化、冶炼、水泥、化工等生产和供应企业作为重点监管对象；加强高污染燃料禁燃区的监督管理工作，淘汰燃煤小锅炉，加快实施热电整合。同时，严格煤炭质量管理，对商品煤质量进行严格检查，打击不合格散煤私自贩卖。
3.2 深度治理工业污染
将石油、化工、印刷、涂料、包装等VOCs排放重点行业的相关企业单位进行深度排查和治理，增加检查频率，发现环境违法行为加大惩治力度，采取查封、限产、停产整治等手段来确保所有排污企业合法生产并达标排放；对基础设施差、环境防护不到位、企业较少、老百姓投诉多的城郊工业园区进行整治，适当关停一批污染型化工企业。
3.3 加强机动车、非道路移动机械的移动污染源治理
对一些柴油类高排放的货运车辆和船舶进行严格管控，在主要货运通行路上开展综合执法检查；严格杜绝违规私自销售不合格油品的行为；逐步淘汰老旧机动车，更换为新型能源汽车；同时公交系统要加大力度推进城市电动公交车。
3.4 综合治理城乡面源
对餐饮类油烟污染进行防治，督促餐饮服务场所安装油烟净化设施，对露天烧烤摊进行专项整治；对畜牧养殖业、汽车维修业等散乱污类型相关企业依法进行清理和整顿；加强生活垃圾回收处理；狠抓秸秆私自焚烧现象，推广秸秆综合技术应用；加强节日烟花爆竹监管，对烧香烧纸现象规范管理；强化治理施工类堆场扬尘现象，建立扬尘防治措施，实行通报曝光制度。同时，加快推广装配式建筑，鼓励生态环保型绿色施工。
3.5 健全和完善環境监测系统
逐步推进VOCs重点排放源厂界VOCs监测，对石油化工及炼制、农药医药、化学纤维及纺织皮革、橡胶和塑料、涂料及油墨等重点排污行业进行严格监控，涉及的相关单位必须在主要排污口安装自动监测设备，同时监测信息要与环保部门的监测系统联网；监测部门要指导排污企业尽快制定企业自行监测技术的相关准则；还要针对VOCs排放清单继续开展污染源头的分析和研究工作，不断提高环境监测和监控能力，摸清污染类型、成因及相关机理，提出更有效的臭氧管控措施。
3.6 加强臭氧污染天气应对和处置能力
环境监测部门要做好日常环境监测及预报工作，不断提高业务水平和综合技能，对于即将出现的持续性大范围重度污染天气情况，要按照相关规定和要求及早采取措施，启动重度污染天气应急预案，对排放类企业实行督导和管控错开排放高峰。
3.7 强化执法检查
环保部门、交通部门、城市建设部门和管理部门、公安部门以及商务部门等必须通力协作，根据各自的职责分工，严格规范企业生产和运营，加大抽查频率，一旦发现环境违法行为责令整改并实行曝光制度，恶劣情况给予责任人严厉的打击和制裁。
4 结语
目前我国区域性O3污染[4]的现象仍普遍存在，O3污染防治需要社会各行业和各部门的共同协作，综合运用多种措施和相关技术手段，从被动治理变为主动预防，不断提高我国空气环境质量。
参考文献
[1]古丽娜尔·玉素甫，孙慧.看不见的臭氧污染[J].生态经济，2015，31（10）：6-9.
[2]唐洁.大气臭氧污染防治措施探讨[J].化工设计通讯，2016，42（09）：117+127.
[3]王丹.大气臭氧污染防治标准化措施探讨[J].中国标准化，2017，（06）：247-248.
[4]黄亮.我国臭氧污染特征及现状分析[J].环境保护与循环经济，2014，34（05）：64-66.
收稿日期：2018-04-13
作者简介：白卫东（1985-），男，本科，工程师，研究方向为环境管理。
关键词：大气臭氧；污染治理
中图分类号：X51 文献标志码：A 文章编号：2095-672X（2018）06-0048-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.027
Abstract： Fine particles and ozone are two major pollution factors of air quality. This paper discusses the problem of ozone pollution in the atmosphere， describes the nature and harm， analyze the causes and characteristics， put forward measures for the treatment of ozone pollution， in order to improve the quality of air environment in China.
Key words： Atmospheric ozone；Pollution control
自2012年起，我国空气质量标准将O3纳入空气监测的范围，标准规定的O3日最大8h平均濃度为160μg/m3，基本接近发达国家标准。随着近几年空气中O3含量的上升，政府部门不断提出新的举措，2017年环保部联合六部委印发了《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》，明确对相关省市及行业提出了具体要求，力求遏制O3不断上升的势头，改善大气空气质量状况[1]。
1 臭氧污染的性质及危害
O3在常态下是一种淡蓝色气体，浓度较低时略有清新味，浓度较高时有刺鼻气味，常被用作漂白剂及各种灭菌剂。O3的稳定性较差，能够自行分解成O2。位于地面25km附近平流层的O3可吸收紫外线辐射，是地球上生命体重要的屏障。带有污染性的O3一般指的是近地面的O3，按照我国目前的标准，O3每小时均浓度超过200μg/m3视为超标，即为O3污染。O3看不见，摸不着，被称为空气中的隐形杀手，其对环境的危害主要取决于环境空气中O3的浓度和生物暴露在O3环境中的时间。它极容易与生物组织发生反应，进而对生物机体造成负面作用。比如对人的视觉系统造成破坏、造成呼吸系统的感染、损伤肌肉细胞的活动能力、引发神经中毒现象、诱发细胞染色体畸变、破坏人体正常的免疫机能等[2]。对于患有呼吸道系统疾病的人群来说，即使暴露在低浓度的O3环境中也会受到明显的危害。除了对人体机能造成损伤，O3还会对植物和农作物造成负面影响，引发的酸雨明显降低植物的成活率和农作物的产量，给农业和林业带来经济损失。20世纪50年代发生在美国洛杉矶的光化学烟雾事件正是近地面O3浓度过高引发的，自此这一严重的公害事件让社会各界对环境O3问题时刻保持警惕。
2 臭氧污染的成因及特征
2.1 臭氧污染的形成原因
造成O3污染的主要原因是化石燃料的燃烧和工业企业排放到空气中的一次污染物，比如碳氢化合物、氮氧化物、CO以及其他挥发性有机物等，这些污染物在强烈阳光紫外线的作用后吸收阳光的能量，使原本的化学键被破坏，发生光化学反应生成O3等二次污染物。通常说的光化学烟雾即是一次污染物和二次污染物的混合物，所以说O3是光化学烟雾的主要成分。
目前，我国大气O3污染主要指近地面10～100m范围内的O3超标，基本是人类活动所造成的，比如石化企业、加油站、机动车尾气排放等氮氧化物（NOx）和挥发性有机污染物（VOCs）在强烈阳光照射条件下产生的二次污染物。随着O3浓度的升高，大气的氧化性也随之增强，空气中的氮氧化物和硫氧化物等气态污染物会转化成硝酸盐和硫酸盐等颗粒物[3]，因此在O3生成的同时也加速了二次颗粒物的生成。
2.2 臭氧污染的特征
近地面O3污染随着温度和湿度的变化而发生变化，一般来说，在温度较高而相对湿度较低时容易发生臭氧污染。以四季来说，阳光强烈的夏秋季节（6～9月）较容易发生O3污染；以单日来说，午后时段（13：00～16：00）容易发生O3超标。天气情况变化也会对O3浓度造成波动性影响，晴天时O3的浓度较高，阴雨天O3的浓度较低。此外，雷电现象会产生O3，部分O3从平流层输入到近地面层。对于不同地区来说，O3污染情况也有所不同。北方城市O3污染多发生在6月；而南方城市O3污染的多发月份在5月、6月以及10月；西部城市O3污染现象的规律性不明显。对于同一地区来说，城市工业区附近O3浓度高于市区内O3浓度。此外，O3污染还受到各地区污染源排放情况的影响。
总之，O3的浓度不仅受到气候及天气条件因素的影响而发生变化，同时也容易随着氮氧化物（NOx）和挥发性有机物（VOCs）排放比例的变化而出现波动。
3 大气臭氧污染治理措施
3.1 严格控制燃煤污染
大力推进非电行业煤炭削减，推进燃煤机组抄底排放改造，将钢铁、火电、石化、冶炼、水泥、化工等生产和供应企业作为重点监管对象；加强高污染燃料禁燃区的监督管理工作，淘汰燃煤小锅炉，加快实施热电整合。同时，严格煤炭质量管理，对商品煤质量进行严格检查，打击不合格散煤私自贩卖。
3.2 深度治理工业污染
将石油、化工、印刷、涂料、包装等VOCs排放重点行业的相关企业单位进行深度排查和治理，增加检查频率，发现环境违法行为加大惩治力度，采取查封、限产、停产整治等手段来确保所有排污企业合法生产并达标排放；对基础设施差、环境防护不到位、企业较少、老百姓投诉多的城郊工业园区进行整治，适当关停一批污染型化工企业。
3.3 加强机动车、非道路移动机械的移动污染源治理
对一些柴油类高排放的货运车辆和船舶进行严格管控，在主要货运通行路上开展综合执法检查；严格杜绝违规私自销售不合格油品的行为；逐步淘汰老旧机动车，更换为新型能源汽车；同时公交系统要加大力度推进城市电动公交车。
3.4 综合治理城乡面源
对餐饮类油烟污染进行防治，督促餐饮服务场所安装油烟净化设施，对露天烧烤摊进行专项整治；对畜牧养殖业、汽车维修业等散乱污类型相关企业依法进行清理和整顿；加强生活垃圾回收处理；狠抓秸秆私自焚烧现象，推广秸秆综合技术应用；加强节日烟花爆竹监管，对烧香烧纸现象规范管理；强化治理施工类堆场扬尘现象，建立扬尘防治措施，实行通报曝光制度。同时，加快推广装配式建筑，鼓励生态环保型绿色施工。
3.5 健全和完善環境监测系统
逐步推进VOCs重点排放源厂界VOCs监测，对石油化工及炼制、农药医药、化学纤维及纺织皮革、橡胶和塑料、涂料及油墨等重点排污行业进行严格监控，涉及的相关单位必须在主要排污口安装自动监测设备，同时监测信息要与环保部门的监测系统联网；监测部门要指导排污企业尽快制定企业自行监测技术的相关准则；还要针对VOCs排放清单继续开展污染源头的分析和研究工作，不断提高环境监测和监控能力，摸清污染类型、成因及相关机理，提出更有效的臭氧管控措施。
3.6 加强臭氧污染天气应对和处置能力
环境监测部门要做好日常环境监测及预报工作，不断提高业务水平和综合技能，对于即将出现的持续性大范围重度污染天气情况，要按照相关规定和要求及早采取措施，启动重度污染天气应急预案，对排放类企业实行督导和管控错开排放高峰。
3.7 强化执法检查
环保部门、交通部门、城市建设部门和管理部门、公安部门以及商务部门等必须通力协作，根据各自的职责分工，严格规范企业生产和运营，加大抽查频率，一旦发现环境违法行为责令整改并实行曝光制度，恶劣情况给予责任人严厉的打击和制裁。
4 结语
目前我国区域性O3污染[4]的现象仍普遍存在，O3污染防治需要社会各行业和各部门的共同协作，综合运用多种措施和相关技术手段，从被动治理变为主动预防，不断提高我国空气环境质量。
参考文献
[1]古丽娜尔·玉素甫，孙慧.看不见的臭氧污染[J].生态经济，2015，31（10）：6-9.
[2]唐洁.大气臭氧污染防治措施探讨[J].化工设计通讯，2016，42（09）：117+127.
[3]王丹.大气臭氧污染防治标准化措施探讨[J].中国标准化，2017，（06）：247-248.
[4]黄亮.我国臭氧污染特征及现状分析[J].环境保护与循环经济，2014，34（05）：64-66.
收稿日期：2018-04-13
作者简介：白卫东（1985-），男，本科，工程师，研究方向为环境管理。
