空氣污染物中臭氧的監(jiān)測與防治措施分析

孟淑華

（山西省忻州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山西 忻州 034000）

引言

臭氧是大氣中氧分子受到太陽輻射，在分解為氧原子后和氧分子結(jié)合而形成的，化學(xué)式為O3，有著較強(qiáng)的氧化能力，對人的身體健康也有著一定的影響，同時在燃料、涂料的大量使用和工業(yè)的發(fā)展下，也會提高臭氧的濃度，能造成臭氧污染。因此有必要做好臭氧污染物的監(jiān)測和防治工作，在提高空氣環(huán)境質(zhì)量下，滿足社會中的環(huán)境保護(hù)需要。

1 臭氧概述

臭氧與氧氣在化學(xué)分子式上具有相似性，屬于同素異形體，常溫下臭氧有著特殊的臭味且呈現(xiàn)淡藍(lán)色，作為一種氣體是大氣組成部分之一。一般大氣中的臭氧可以分為兩部分，一部分是距離地面10～50 km的平流層中，具體在20～30 km 中臭氧層的含量最多，能達(dá)到90%，另一部分是距離地面10 km 以下的對流層中，臭氧濃度能達(dá)到10～100 ppb，且隨著城市化的推進(jìn)和工業(yè)的發(fā)展，臭氧濃度含量和濃度有著逐漸提高的趨勢[1]。

2 空氣污染物中臭氧的監(jiān)測

2.1 臭氧監(jiān)測方法概述

如圖1 所示，目前在進(jìn)行臭氧監(jiān)測時常用的監(jiān)測方法有紅外吸收光譜法、氣相滴定法、乙烯化學(xué)發(fā)光法和紫外熒光法。下面進(jìn)行個別技術(shù)原理的概述：第一，紅外吸收光譜法。原理是用一定頻率的紅外光對監(jiān)測樣品進(jìn)行照射，觀察樣品中某個分子集團(tuán)的震動頻率，在頻率與外界紅外輻射頻率一致時，紅外吸收光能量會通過分子偶極距變化傳遞到分子，出現(xiàn)振動躍遷，在對應(yīng)儀器記錄這一變化后，會得出紅外吸收光譜，用于評價樣品的臭氧濃度；第二，紫外熒光法。原理是借助臭氧分析儀對臭氧在一定范圍內(nèi)的吸收紫外線數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而獲得某地區(qū)一段時間內(nèi)的臭氧污染物濃度變化，有著可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)[2]。

圖1 臭氧監(jiān)測方法

2.2 檢測方法及監(jiān)測儀器確定

為了更直觀的體現(xiàn)地區(qū)中的臭氧濃度變化，并有效制定臭氧污染的治理措施，本次研究選擇紫外熒光法，具體會用到紫外吸收式臭氧分析儀，如圖2 所示。需要注意的是，在進(jìn)行樣品的獲取和監(jiān)測中，需要將樣品收集氣管置于臺面以上1.5 m 的高度，且要注意外界環(huán)境對氣管口的干擾，一般需要每隔1 h 進(jìn)行以一次數(shù)據(jù)測量，且在8：00-10：00（上午）、12：00-14：00（中午）、16：00-18：00（下午）分別進(jìn)行一些數(shù)據(jù)記錄，然后做好數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)工作，結(jié)合空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對臭氧污染程度進(jìn)行評價[3]。

圖2 臭氧分析儀

2.3 監(jiān)測結(jié)果分析

結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)，上午的臭氧監(jiān)測濃度滿足空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（合格率100%），中午部分?jǐn)?shù)據(jù)存在不合格現(xiàn)象（合格率94.88%），與中午監(jiān)測數(shù)據(jù)相比，晚上的不合格現(xiàn)象更為明顯（合格率92.98%），具體的臭氧及其他污染物的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，如下頁表1 所示。可以了解到，臭氧在早晨可以滿足空氣質(zhì)量要求，不過隨著人類活動和光照增強(qiáng)的影響，臭氧的濃度有著逐漸提高的趨勢，使監(jiān)測數(shù)據(jù)超過質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。此外，結(jié)合該地區(qū)的長期數(shù)據(jù)顯示，臭氧濃度也存在著季節(jié)性差異，在一月、五月中濃度最高，在七月、八月中濃度最低，結(jié)合臭氧濃度在季節(jié)性和日變化上的特點(diǎn)，可以提高臭氧污染的防治針對性，降低臭氧對人體健康的影響。

表1 空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

3 臭氧污染的防治措施

結(jié)合臭氧的污染性而言，屬于二次污染物，因此在進(jìn)行治理時需要做好其前驅(qū)物氮氧化物、有機(jī)廢氣、一氧化碳和二氧化硫等物質(zhì)的治理。針對一氧化碳而言是燃燒不充分導(dǎo)致的；二氧化硫主要是汽車尾氣排放導(dǎo)致的、氮氧化物主要是高溫燃燒排放導(dǎo)致的；有機(jī)廢氣主要是印刷、噴涂、家具等行業(yè)生產(chǎn)導(dǎo)致的，因此在進(jìn)行臭氧防治中需要進(jìn)行綜合的防治，不能只關(guān)注臭氧污染物進(jìn)行治理。不過結(jié)合當(dāng)前很多地區(qū)的臭氧污染防治工作來看，雖然投入了較大的人力和物力，不過在未認(rèn)識到臭氧污染的綜合防治價值下，單純將臭氧視為一次污染物進(jìn)行處理，因此在防治效果上較低，下面將對綜合防治措施進(jìn)行分析。

3.1 加強(qiáng)機(jī)動車尾氣的污染防治

機(jī)動車尾氣排放是造成臭氧污染的原因之一，因此在臭氧污染防治中需要優(yōu)化城市的交通網(wǎng)絡(luò)，降低車輛的尾氣排放。同時政府可以支持和鼓勵市民選購清潔能源的車輛，從根本上降低機(jī)動車的尾氣排放。最后，相關(guān)部門要做好報廢車輛的拆解監(jiān)管，提高黃標(biāo)車的淘汰力度，控制尾氣排放。

3.2 宣傳清潔能源的使用

在生產(chǎn)生活中，可以通過對清潔能源的利用，降低污染物的排放，例如加強(qiáng)對天然氣和太陽能的應(yīng)用，個別地區(qū)可以加強(qiáng)對風(fēng)能和生物質(zhì)能的利用，同時城市也需要對禁燃區(qū)進(jìn)行劃分，同時落實(shí)城市集中供熱方案和清潔能源的分配方案，降低煤炭消耗量。

3.3 落實(shí)城市分區(qū)分類防控

為了提高臭氧污染物的分區(qū)、分類防控效果，需要做好以下幾點(diǎn)：第一，需要對城市的空間布局和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定優(yōu)化和調(diào)整，對高污染的工業(yè)項(xiàng)目加強(qiáng)建設(shè)審批；第二，需要對現(xiàn)有的工業(yè)生產(chǎn)工藝進(jìn)行升級，積極使用清潔型能源，提高企業(yè)生產(chǎn)的先進(jìn)性；第三，要求結(jié)合城市的發(fā)展情況，在加速產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的而同時，對一些高排放、高污染和高耗能的企業(yè)進(jìn)行入駐方面的管理，既要避免入駐園區(qū)，也要對排放強(qiáng)度大的區(qū)域加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。

3.4 注重污染物防控的協(xié)同

為了提高臭氧污染的治理效果，需啊喲做好污染物的防控協(xié)同，具體需要做好以下幾點(diǎn)：第一，需要結(jié)合需求進(jìn)行大氣污染防治聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制的建設(shè)，并建立區(qū)域大氣污染統(tǒng)一監(jiān)管平臺；第二，需要建立重大建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評價的定期會商機(jī)制；第三，需要完成大氣環(huán)境實(shí)時監(jiān)測和數(shù)據(jù)共享平臺的建設(shè)；第四，需要進(jìn)行環(huán)境管理政策的創(chuàng)新，積極提高相關(guān)行業(yè)的能源消費(fèi)干預(yù)度；第五，落實(shí)揮發(fā)性有機(jī)物排污費(fèi)的征收機(jī)制并加強(qiáng)大氣環(huán)境監(jiān)測信息的公開力度，在有效的監(jiān)督下，更好的優(yōu)化大氣污染防治措施。

3.5 提高大氣污染監(jiān)測能力

為了提高臭氧污染的防治效果，需要相關(guān)的環(huán)境部門做好城市大氣污染的監(jiān)測工作，在通過培訓(xùn)和招聘提高監(jiān)測隊(duì)伍的監(jiān)測能力下，通過先進(jìn)的監(jiān)測方法和技術(shù)的應(yīng)用，可以提高監(jiān)測的合理性和科學(xué)性，為臭氧污染的治理打下基礎(chǔ)。同時，在時代的發(fā)展下，也需要對監(jiān)測設(shè)備、儀器進(jìn)行及時的更新，結(jié)合信息時代的發(fā)展背景，積極建立以緩解質(zhì)量監(jiān)測、環(huán)境信息支撐、污染源監(jiān)測為核心的環(huán)境監(jiān)測信息網(wǎng)，進(jìn)而在借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、區(qū)域動態(tài)排放源清單、模型模擬等手段下，進(jìn)行大氣污染監(jiān)測預(yù)警平臺建設(shè)，最終提高監(jiān)測在臭氧治理中的價值。

4 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)前的社會發(fā)展中，隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的不斷落實(shí)和推進(jìn)，人民愈發(fā)關(guān)注環(huán)境方面的保護(hù)工作。結(jié)合臭氧是空氣污染中的組成部分，需要環(huán)境監(jiān)測部門積極做好臭氧濃度的監(jiān)測工作，并結(jié)合地區(qū)中的臭氧濃度變化特點(diǎn)，制定環(huán)境保護(hù)計(jì)劃。在實(shí)際的臭氧防治工作中，可以通過加強(qiáng)機(jī)動車尾氣的污染防治、宣傳清潔能源的使用、落實(shí)城市分區(qū)分類防控、注重污染物防控的協(xié)同和提高大氣污染監(jiān)測能力等方面工作，最終提高臭氧污染防治效果，實(shí)現(xiàn)環(huán)境的有效保護(hù)，更好的推動社會實(shí)現(xiàn)可持續(xù)綠色的發(fā)展。