西昌市環(huán)境空氣中臭氧變化規(guī)律及污染狀況分析

馬波++吉日魯者++潘亞群

摘要：以西昌市2015年環(huán)境空氣臭氧監(jiān)測數(shù)據(jù)為例，對臭氧日、月平均濃度等變化情況進(jìn)行分析，從而分析了西昌市臭氧的主要來源，并提出了臭氧污染防治的對策。

關(guān)鍵詞：環(huán)境空氣；臭氧；監(jiān)測；變化趨勢；前體物

1、西昌市環(huán)境空氣中臭氧濃度值變化特征

通過對2015年西昌市環(huán)境空氣自動監(jiān)測臭氧數(shù)據(jù)的歸納和分析，得到一些初步的結(jié)論。

1.1臭氧小時平均濃度日變化趨勢

隨機(jī)選取一天（2015年6月9日）的臭氧小時均值做統(tǒng)計，由圖1可見，臭氧小時平均濃度日變化趨勢明顯，呈典型單峰型變化。夜間濃度變化平緩，隨著太陽輻射逐漸增強(qiáng)和氣溫升高，大氣光化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)度加大，臭氧濃度逐漸上升，至下午達(dá)到最高值，之后隨著太陽輻射強(qiáng)度減弱而逐漸下降。氣象條件是影響近地層臭氧濃度的主要因素之一，是造成臭氧濃度晝夜變化、日際變化的主要原因，太陽輻射的波動、地面氣溫、風(fēng)速等氣象條件與臭氧濃度變化有一定的聯(lián)系[4]。

1.2臭氧最大八小時平均濃度統(tǒng)計

按照臭氧日最大八小時平均濃度統(tǒng)計2015年全年數(shù)據(jù)，全年監(jiān)測365天，有效監(jiān)測天數(shù)361天，其中首要污染物為臭氧8小時的天數(shù)為164天，所占比例為68.6%，其中有3天超過《環(huán)境空氣質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)》，全年超標(biāo)率為0.8%，臭氧日最大8小時平均濃度超標(biāo)月份集中在5月、7月。雖然每日臭氧濃度變化較大，但一年內(nèi)的變化趨勢還是十分明顯：從3月開始上升，5至7月出現(xiàn)濃度最大值，之后逐步下降，10—11月左右出現(xiàn)第二個濃度高峰值。從季節(jié)上看：秋季逐漸降低，冬季達(dá)到最低，春季逐漸升高，夏季達(dá)到最高，這與春、夏季節(jié)太陽輻射強(qiáng)烈和氣溫相對較高導(dǎo)致光化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)烈密切相關(guān)[3]。

2015年環(huán)境空氣中的臭氧8小時濃度基本在空氣標(biāo)準(zhǔn)二級濃度限值以內(nèi)，對市民身體基本無影響，只會對極少數(shù)異常敏感人群的健康有較弱的影響。臭氧雖未對市民造成較大影響，但仍應(yīng)對其重視起來。

1.3環(huán)境空氣中臭氧與氮氧化物的關(guān)系

CTM （G lobal C hem icalTransport M ode1） 模型研究表明，每年對流層臭氧可達(dá) 344Tg（百萬噸），平均 48%來源于區(qū)域光化學(xué)反應(yīng)， 29%來源于區(qū)域外遠(yuǎn)距離傳輸，23%來源于平流層[5]。

環(huán)境空氣中的臭氧主要是二氧化氮吸收太陽光紫外線，產(chǎn)生光分解，形成一氧化氮和氧基，再進(jìn)一步反應(yīng)形成臭氧，化學(xué)反應(yīng)式如下：

NO2+hr→NO+O·（其中hr表示光子）

O·+O2→O3

二氧化氮主要是人類活動產(chǎn)生的一次污染物，因此環(huán)境空氣中的臭氧是人為來源，也是唯一已知的人為來源。

臭氧的生成與消耗主要取決于局地光化學(xué)反應(yīng)的控制，其除了受到陽光輻射等氣象條件的影響外，還與其重要”“前體物””氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物的濃度變化有密切關(guān)系[6]。

以2015年6月9日的臭氧小時均值為例，對臭氧和氮氧化物濃度的關(guān)系進(jìn)行分析。從圖3可以看出臭氧和氮氧化物濃度變化趨勢明顯呈相反趨勢。從8點開始隨著太陽光強(qiáng)的不斷增加，臭氧濃度不斷升高，在14點進(jìn)入峰值；相反氮氧化物的濃度不斷下降。隨著太陽光強(qiáng)的減弱，氮氧化物無法轉(zhuǎn)化為臭氧，在8點處于最低值，而氮氧化物濃度為最高值。這與氮氧化物與臭氧之間的轉(zhuǎn)化是密切相關(guān)的。

根據(jù)臭氧形成的原因，結(jié)合圖3可看出，日照時間長、日照溫度增高、”“前體物””濃度大是西昌市環(huán)境空氣中臭氧成為首要污染物的主要因素。

2、臭氧主要污染來源分析

2.1臭氧污染與機(jī)動車尾氣排放密切相關(guān)。近年來，機(jī)動車保有量的大幅增加導(dǎo)致氮氧化物、揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）等的大量排放，這些化學(xué)物質(zhì)在高溫、強(qiáng)光等氣象條件下發(fā)生二次轉(zhuǎn)化產(chǎn)生臭氧，光照越強(qiáng)，臭氧污染越嚴(yán)重。

2.2臭氧污染與房地產(chǎn)開發(fā)有密切關(guān)系。墻壁、天花板、地面等建材，以及乳膠漆、墻紙、粘合劑等裝飾材料都是揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）的主要來源。

2.3餐飲業(yè)對環(huán)境空氣污染有一定作用。煎炸、爆炒、燒烤等都會產(chǎn)生臭氧的”“前體物””，特別是當(dāng)?shù)芈短鞜据^多，對此貢獻(xiàn)較大。

2.4臭氧污染與工業(yè)污染源密切相關(guān)。冶金、制藥、合成材料、塑料加工、包裝、印刷等行業(yè)貢獻(xiàn)較大，形成臭氧的”“前體物””。

3、臭氧污染防治的基本對策

從城市可持續(xù)發(fā)展的角度講，對大氣臭氧污染的防治要采取多種手段結(jié)合，主要應(yīng)采取以下幾方面手段。

3.1強(qiáng)化機(jī)動車污染防治，有效控制尾氣污染

大力開展可持續(xù)交通體系建設(shè)，鼓勵購買清潔能源公交車，控制機(jī)動車保有量。加強(qiáng)營運車輛強(qiáng)制報廢的有效管理和監(jiān)控，加強(qiáng)廢舊汽車拆解回收監(jiān)管，推進(jìn)“黃標(biāo)車”加速淘汰進(jìn)程，對“黃標(biāo)車”實行區(qū)域限行。

3.2優(yōu)化空間布局，明確重點控制區(qū)

優(yōu)化工業(yè)空間布局，現(xiàn)有企業(yè)要不斷改進(jìn)設(shè)計、使用清潔能源和原料，改造為先進(jìn)的生產(chǎn)工藝技術(shù)與設(shè)備、改善管理，提升清潔生產(chǎn)水平，逐步達(dá)到行業(yè)一級清潔水平。劃分重點控制區(qū)，對重點控制區(qū)和一般控制區(qū)實施差異化的控制要求。

加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，在單位面積排放強(qiáng)度大的地區(qū)要進(jìn)一步加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，遏制高耗能、高污染產(chǎn)業(yè)過快發(fā)展；以技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行為依據(jù)，對重點行業(yè)的排放標(biāo)準(zhǔn)、清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)以及落后產(chǎn)能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂，倒逼鋼鐵、水泥建材、焦化、有色、化工等重點行業(yè)提升產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平，優(yōu)化發(fā)展方式，減少污染物新增量。

3.3加強(qiáng)能源清潔利用，實施多污染物協(xié)同控制

加大清潔能源使用，充分利用天然氣、地?zé)崮?、太陽能、風(fēng)能、煤層氣、生物質(zhì)能，優(yōu)化清潔能源分配方案，控制煤炭消費要求。

大力削減顆粒物污染排放，推進(jìn)揮發(fā)性有機(jī)物污染防治，強(qiáng)化有毒廢氣污染防治，開展溫室氣體排放控制，深面源污染管理。

3.4加強(qiáng)宣傳教育，提高公眾的環(huán)保意識

加強(qiáng)環(huán)保宣傳教育，以多樣的形式向公眾普及環(huán)保知識，并開展富有針對性、層次性的宣傳教育活動，提高市民對大氣污染的認(rèn)識程度，使市民了解大氣環(huán)境保護(hù)和防治污染的意義，激發(fā)市民保護(hù)大氣的熱情和積極性，讓全民公眾都參與到環(huán)境保護(hù)中來，提高公眾環(huán)保意識，共同努力營造一個良好的生存環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1] 秦瑜，趙春生 .《大氣化學(xué)基礎(chǔ)》：氣象出版社，2003.

[2] 丁國安，徐曉斌，羅超，等.中國大氣本底條件下不同地區(qū)地面臭氧特征[J].氣象學(xué)報.2001.59（1）：88-96.