臭氧污染治理

宋楊

每到夏季，臭氧都成為中國多地的首要污染物。夏季臭氧污染在其他國家或地區是否廣泛存在？歐洲在臭氧污染預警和治理方面有哪些做法？效果如何？看看瑞典斯德哥爾摩環境研究所迪特·施韋拉博士怎么說。

加大臭氧治理力度會取得哪些效益？

根據美國實施當前臭氧標準的估算，公眾健康收益折算成經濟收益高達29億～59億美元。

記者：近些年每到夏季，臭氧都成為中國多地的首要污染物。夏季臭氧污染在其他國家或地區是否廣泛存在？

迪特·施韋拉：從全球范圍來看，除了中國，美國的西南部、歐洲、日本等地也面臨嚴峻的臭氧污染。美國當前臭氧標準為140μg/m3 （70ppb）。美國臭氧污染最嚴重的城市主要位于美國的西部和西南部。美國肺病協會的一項最新研究指出，位于美國加州的洛杉磯、貝克斯菲爾德和維薩利亞大都市區是全美臭氧（和顆粒物）污染最嚴重的區域。加州有3個縣的居民每年至少有90天都在呼吸臭氧超標的空氣。

2017年，歐盟28個成員國中有18個成員國和其他4個歐洲國家的臭氧濃度均高于120μg/m3的歐盟標準。歐盟國家有41%的監測站臭氧濃度超標，而在2014年，超標的監測站比例僅為11%。若與世界衛生組織的臭氧指導值100μg/m3相比，則有96%的監測站濃度都超標。在歐洲和美國，農村地區的臭氧濃度普遍高于城市地區。然而，城市臭氧濃度的增長速度卻高于農村地區。

記者：大氣中臭氧濃度升高會帶來哪些影響？加大臭氧治理力度會取得哪些效益？

迪特·施韋拉：臭氧可能會刺激眼睛、鼻子和咽喉，對呼吸道造成急性影響，導致呼吸困難。空氣中過量的臭氧可能引起呼吸問題，如引發哮喘、降低肺功能、導致肺部疾病等。

由于臭氧特殊的生成機理，相比城市中心的人群而言，居住在郊區及工業區下風向的居民更易暴露在濃度更高的臭氧污染中。處于盆地地形的城市，如墨西哥城、雅典和洛杉磯，臭氧濃度也相對更高。

美國環保局在實施當前的臭氧標準前，曾對這一標準的成本和健康效益進行估算。結果顯示，實施新標準的成本為14億美元，但帶來了更為可觀的健康收益：避免160人的過早死亡，避免數百次的心臟病發作、入院和急診就診，以及避免大概2.3萬例6歲及以上兒童的急性哮喘。這些公眾健康收益折算成經濟收益高達29億～59億美元。可以想象一下，如果實施世界衛生組織的指導值標準，獲得的健康收益將遠遠大于其實施成本。

如何更好地治理工業VOCs？

要因地制宜，摸清污染源的情況，讓治理技術方面的專家和生產設施工程師進行會商，共同確定最適合的治理技術。

記者：您是否關注過中國的臭氧污染問題？從中國生態環境部對打贏藍天保衛戰重點區域強化督察的情況來看，應淘汰燃煤鍋爐拆除不到位、工業企業未安裝或不正常運行大氣污染防治設施、VOCs整治不到位等問題存在較多，這些問題會對臭氧的生成產生怎樣的影響？

迪特·施韋拉：關注過。揮發性有機化合物（VOCs）、氮氧化物（NOx）和一氧化碳（CO）的排放經過光化學反應生成臭氧。臭氧前體物的排放對大型城市和工業區的下風向地區影響更為嚴重。在夏季，大城市的強太陽輻射和高溫為臭氧形成提供了便利條件，這種光化學反應過程尤為凸顯。當前的一些研究表明，在中國東部的大多數城市和工業化地區，VOCs對臭氧的形成敏感度較高。

遠距離傳輸也是北京、上海、廣州臭氧濃度高的重要因素。也就是說，城市周邊地區臭氧前體物的排放，會加劇這些城市的臭氧污染。

記者：治理臭氧污染，控制好前體物VOC和氮氧化物是重點。我們知道，VOC比氮氧化物更復雜，VOC后面有一個s，表示VOC有好幾百種。對中國來說，您認為現在減排哪些VOC是最佳選擇？

迪特·施韋拉：中國可以參考歐盟（EU）控制VOCs排放的各項法規。首先，從定義上來說，歐盟將揮發性有機化合物定義為在293.15K條件下蒸氣壓大于或等于0.01kPa時具有揮發性的有機化合物。其次，歐盟控制VOCs排放的法規主要是從原料控制和工業排放控制兩個方面入手。例如，歐盟指令（2004/42/CE）限制了某些油漆、清漆以及修補車輛產品中VOCs的總含量。而在歐盟指令（2010/75/EU）中，規定了使用有機溶劑工業活動的VOCs排放限值，包括涉及使用黏合劑的工業生產環節、印刷、車輛維修等。

就地方層面的VOCs管控而言，則應依據當地的實際情況。首先應該對本地空氣污染的生成過程進行研究，確定哪幾種VOCs對當地空氣污染有重要影響，進而確定本地應該優先治理哪幾種VOCs。

記者：對于工業VOC治理，您有哪些建議？

迪特·施韋拉：工業VOCs排放源多種多樣，包括煉油、汽車制造、工業涂裝、電子設備制造、揮發性有機液體儲存和運輸、玻璃纖維船制造、印刷、涂料制造、工業黏合劑制造、工業洗滌溶劑和家用化工生產等。治理工業VOCs的技術選擇較多，當前比較成熟的技術包括溶劑回收、熱氧化、催化氧化、生物過濾、低溫冷凝等技術。

制定治理策略時，核心是要因地制宜。第一步，就是要摸清污染源的情況，如生產設施布局、排放源數量、運營安裝成本、每個排放源的VOCs含量等。然后，要讓治理技術方面的專家和生產設施工程師進行會商，共同確定最適合的治理技術。

區域控制在治理臭氧污染方面尤為重要。基于單個城市的空氣質量監測數據，難以準確把握區域性的臭氧污染問題，也難以制定出有效的控制策略。歐洲和美國在控制臭氧污染上曾走過這樣的彎路，但最終還是轉向區域聯防聯控，才取得了較好的治理效果。

中國如何更好地治理臭氧污染？

建立區域性的大氣污染物監測和數據共享機制，研究區域臭氧污染的生成和傳輸機制，再進一步明確區域性的措施和行動。

記者：在做好臭氧前體物防治的同時，做好臭氧污染預警也非常重要。歐洲在臭氧污染預警和治理方面有哪些經驗？效果如何？

迪特·施韋拉：歐盟規定了臭氧平均1小時的信息發布閾值和預警閾值，分別為180μg/m3和240μg/m3。所謂信息發布閾值，是指當超過這一閾值時，存在敏感人群的短期暴露健康風險，這一地區應向社會通報最新空氣質量狀況信息。

而預警閾值，是指超過這一閾值，短時間的暴露會對人群帶來健康風險，應立即采取措施。當臭氧的監測或預測濃度連續3小時超過240μg/ m3時，成員國必須參考歐盟決議（2004/279/EC），制定短期應對計劃。計劃要考慮本國的地理、氣象和經濟條件，盡力縮短臭氧超標的持續時間，控制其嚴重程度和帶來的風險。短期應對計劃需要采取一系列有效措施，涉及機動車交通、建筑工程、船舶靠港、工廠運營或產品使用，以及家庭供暖等。必要時，也可要求那些會導致臭氧污染加劇的工廠停工。計劃中也會包括保護兒童、老人和病患者等敏感人群的具體措施。

短期應對計劃、計劃可行性的調查結果以及實施信息，都需通過廣播、電視、報紙或互聯網告知公眾與相關組織，包括環保組織、消費者組織、代表敏感人群的組織、相關醫療機構及相關工業組織等。

通常，臭氧污染短期應對計劃使用預警閾值作為參考，來啟動不同級別的預警響應。比如在法國，當監測站實測或預測的臭氧每小時平均濃度連續3小時超過300μg/m3時，啟動二級預警;當實測或預測的臭氧每小時平均濃度超過360μg/m3時，啟動三級預警。當臭氧濃度持續上升時，可以相應地采取更嚴格的措施。

法國很多地區的短期應對計劃中還專門設置了警戒閾值，當臭氧每小時平均濃度為150μg/m3時，政府會發布信息以提前向民眾和相關部門發出提示，從而做好相關準備。一份有效的臭氧污染預警方案應包含4個要素：一是發布信息，告知社會公眾臭氧濃度已經或即將超標;二是方案中的措施可以減少臭氧前體物的排放;三是方案中的措施能有效降低臭氧濃度;四是這些措施均有法律依據。

此外，臭氧污染預警方案也應該明確以下幾方面：負責啟動、分配和終止減排措施的有關部門，能減少前體物排放的措施，措施的起始和終止時間，措施的實施區域等。

考慮到預警方案可能會造成增加地方政府的成本支出，并給公眾帶來不便，所以臭氧污染預警方案中也應說明如何進行監督和評估（措施的有效性）。

記者：您對中國在臭氧污染治理和預警方面有哪些建議？

迪特·施韋拉：目前，中國的許多大城市人口密度高、城市距離相近，形成了多個城市群。這些城市必須以一個新的視角來應對空氣質量問題：空氣污染是一個區域性問題。單靠一個城市的單打獨斗無法有效解決空氣質量問題，必須依靠區域范圍內的控制策略。

區域控制在治理臭氧污染方面尤為重要。基于單個城市的空氣質量監測數據，難以準確把握區域性的臭氧污染問題，也難以制定出有效的控制策略。歐洲和美國在控制臭氧污染上曾走過這樣的彎路，但最終還是轉向區域聯防聯控，才取得了較好的治理效果。中國在臭氧治理方面起步不久，應該早做規劃，建立區域性的大氣污染物監測和數據共享機制，研究區域臭氧污染的生成和傳輸機制，再進一步制定區域性的措施和行動。

◎ 來源|中國環境報