臨汾市大氣臭氧污染特征及治理分析

收稿日期：2023-11-23

作者簡介：逯艷麗（1984—），女，山西翼城人，助理工程師。研究方向：環(huán)境工程、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測。

摘要：臨汾市是我國重要的焦煤生產(chǎn)基地，臭氧污染嚴(yán)重，它成為制約城市空氣質(zhì)量持續(xù)改善的關(guān)鍵因素。本文結(jié)合2020—2022年臨汾市5個環(huán)境空氣質(zhì)量國控站點(diǎn)的臭氧在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析臭氧污染的總體變化特征、時間變化特征和空間分布特征，然后提出治理對策，為臨汾市臭氧污染治理提供支持。總體來說，要加強(qiáng)工業(yè)源、移動源和生活源排放控制，推進(jìn)臭氧污染協(xié)同治理，以提高臭氧污染治理成效。

關(guān)鍵詞：大氣；臭氧污染；特征；治理；臨汾市

中圖分類號：X515 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）01-0-04

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.035

Analysis of the Characteristics and Treatment of Atmospheric Ozone Pollution in Linfen City

LU Yanli

（Yicheng Branch of Ecological Environment Bureau of Linfen City， Linfen 043500， China）

Abstract： Linfen City is an important coking coal production base in China， with severe ozone pollution， which has become a key factor restricting the continuous improvement of urban air quality. Based on the online monitoring data of ozone at five national environmental air quality control stations in Linfen City from 2020 to 2022， this paper analyzes the overall changes， temporal changes， and spatial distribution characteristics of ozone pollution， and then proposes treatment strategies to provide support for the control of ozone pollution in Linfen City. Overall， it is necessary to strengthen the control of emissions from industrial sources， mobile sources， and domestic sources， promote collaborative treatment of ozone pollution， and improve the effectiveness of ozone pollution control.

Keywords： atmosphere; ozone pollution; characteristics; treatment; Linfen City

臭氧（O3）作為二次污染物，是造成城市大氣污染的重要因素之一。近年來，我國許多城市O3污染逐年加重，它成為制約城市空氣質(zhì)量持續(xù)改善的關(guān)鍵[1]。臨汾市作為汾渭平原的典型城市之一，地形特殊，同時，臨汾市是我國三大優(yōu)質(zhì)焦煤生產(chǎn)基地之一，存在大量的焦化企業(yè)和鋼鐵企業(yè)，因此O3污染嚴(yán)重[2]。近地面O3濃度超過自然水平，會嚴(yán)重影響生態(tài)系統(tǒng)、氣候變化和人體健康。臨汾市作為山西省的人口大市，O3污染治理備受關(guān)注。本文對臨汾市O3污染特征及治理進(jìn)行研究，以推進(jìn)當(dāng)?shù)卮髿釵3污染治理，有效管控O3污染，改善空氣質(zhì)量。

1 臨汾市大氣臭氧污染成因

O3是氧氣的一種同素異形體，它不是直接排放出來的，而是由氮氧化物（NOx）和揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）在高溫光照條件下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的。O3污染屬于典型的二次污染，這種污染在城市中尤為突出。NOx和VOCs作為O3形成的前體物，來源非常廣泛，主要有汽車尾氣、工業(yè)生產(chǎn)、家庭用品等。NOx和VOCs排放量與O3生成量并非簡單的線性關(guān)系，由于每個地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不同、排放源及排放量不同、地理氣象條件不同，不同城市O3污染程度存在顯著的區(qū)別，具有很強(qiáng)的區(qū)域性[3]。臨汾市位于山西省中南部，是山西省重要的焦炭生產(chǎn)基地，大量焦化企業(yè)、鋼鐵企業(yè)位于該市東北部的洪洞縣與南部的襄汾縣。臨汾市地形地貌較為特殊，西部為呂梁山，東部為太岳山、中條山，僅南北方向為平原，空氣對流僅能在南北方向進(jìn)行。此外，臨汾市北部與霍州市接壤處狹窄，導(dǎo)致臨汾市區(qū)逆溫現(xiàn)象頻發(fā)。當(dāng)刮東北風(fēng)和南風(fēng)時，洪洞縣與襄汾縣的NOx、VOCs污染物會被傳輸至臨汾市區(qū)，污染物易于大量積聚。鑒于以上原因，臨汾市區(qū)大氣O3污染嚴(yán)重。

2 臨汾市大氣臭氧污染特征

目前，臨汾市共有5個環(huán)境空氣質(zhì)量國控站點(diǎn)，分別為唐堯大酒店站、臨鋼醫(yī)院站、市委站、技工學(xué)校站和城南站。5個國控站點(diǎn)按照《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ 664—2013）要求布設(shè)，參考《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定（試行）》（HJ 633—2012）進(jìn)行空氣質(zhì)量評價。O3日評價值采用日最大8 h滑動平均值（MDA8），O3月、年評價值為MDA8的第90百分位數(shù)（MDA8-90th）[4-5]，O3污染程度及對應(yīng)的濃度如表1所示。當(dāng)MDA8大于160 μg/m3時，定義當(dāng)天為O3污染日。此外，

O3小時濃度不能超過200 μg/m3，否則定義為小時超標(biāo)。利用2020—2022年臨汾市5個環(huán)境空氣質(zhì)量國控站點(diǎn)的O3在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，對O3污染特征進(jìn)行分析。

2.1 O3污染總體變化特征

2020—2022年，臨汾市O3污染日具體情況如表2

所示。O3污染日分別為76 d、81 d、78 d，其中，輕度污染的天數(shù)最多，分別為67 d、64 d、68 d；中度污染的天數(shù)次之，分別為9 d、17 d、10 d；重度污染不存在。3年間，臨汾市O3污染以輕度污染為主。2020年MDA8超標(biāo)率最低，為20.8%，主要原因為當(dāng)年氣象條件良好。相比2021年，2022年MDA8超標(biāo)率下降0.8%，并且中度污染天數(shù)減少7 d，O3污染情況有所好轉(zhuǎn)。但是，2022年MDA8超標(biāo)率高達(dá)21.4%，仍存在長期接觸O3污染的風(fēng)險。

2.2 O3污染時間變化特征

2.2.1 年變化特征

2020—2022年，臨汾市O3年評價值均未達(dá)標(biāo)，具體情況如表3所示。2020—2022年，MDA8-90th分別為184 μg/m3、197 μg/m3、189 μg/m3，均大于160 μg/m3，臨汾市存在O3輕度污染。其中，2021年

MDA8-90th最大，2020年MDA8-90th最低，主要原因是2020年氣象條件良好。相較于2021年O3污染評價，2022年MDA8-90th有明顯下降趨勢，并且MDA8最大值和最小值均降低。

2.2.2 月變化特征

2020—2022年，臨汾市O3月評價值呈夏季高、冬季低的變化趨勢，如圖1所示。O3月評價值發(fā)生該變化，主要是由于O3屬于光化學(xué)二次產(chǎn)物，夏季光化學(xué)反應(yīng)活性大。MDA8-90th從1月逐月增加至

6月，6月達(dá)到最大值，然后逐月降低，12月和1月較低。3年間，MDA8-90th最高值分別為174 μg/m3、184 μg/m3、

180 μg/m3；MDA8-90th最低值分別為43.5 μg/m3、45.8 μg/m3、44.3 μg/m3。

2.2.3 日變化特征

2020—2022年，臨汾市O3日變化特征基本相同。O3小時濃度平均值呈單峰變化，如圖2所示。早晨，隨著日照的增強(qiáng)，O3小時濃度不斷升高，隨后逐漸下降。進(jìn)入夜間，O3會因氧化NO而被消耗，同時沒有新的O3生成，O3小時濃度持續(xù)降低。3年間，O3小時濃度最大平均值出現(xiàn)在15：00，分別為

146.5 μg/m3、152.6 μg/m3、149.3 μg/m3；最低平均值出現(xiàn)在07：00，分別為44.2 μg/m3、48.9 μg/m3、46.7 μg/m3。

2.3 O3污染空間分布特征

為分析2020—2022年臨汾市O3污染的空間分布特征，給出5個國控站點(diǎn)MDA8的3年總體平均值，如圖3所示。結(jié)果表明，5個國控站點(diǎn)MDA8的3年總體平均值均未達(dá)標(biāo)，大小排序為城南站（198 μg/m3）＞

唐堯大酒店站（195 μg/m3）＞市委站（192 μg/m3）＞

技工學(xué)校站（188 μg/m3）＞臨鋼醫(yī)院站（186 μg/m3）。

城南站、唐堯大酒店站、市委站MDA8的3年總體平均值大于3年MDA8-90th平均值（190 μg/m3），應(yīng)重點(diǎn)管控。城南站、唐堯大酒店站、市委站MDA8較高。經(jīng)分析，城南站位于臨汾市最南面，遠(yuǎn)離市中心，機(jī)動車排放量較市區(qū)少，NO消耗O3的量較少；城南站附近有較多的汽修店，會排放大量VOCs，導(dǎo)致O3污染偏高。唐堯大酒店站附近有較多的餐飲店，重型柴油車的車流量較大。市委站附近有加油站、洗衣店和餐飲集中區(qū)。

3 臨汾市大氣臭氧污染治理對策

O3污染不僅受其前體物的排放影響，而且與它們的比例密切相關(guān)[6]。根據(jù)臨汾市大氣O3污染特征，其O3污染治理在時間段上應(yīng)以每年的4—8月、每天的13：00-16：00為主，控制區(qū)域主要選擇城南站、唐堯大酒店站、市委站，加強(qiáng)O3前體物的排放管理和控制。下面提出O3污染治理對策。

3.1 工業(yè)源排放控制

環(huán)境監(jiān)測部門應(yīng)深入剖析污染源，對污染物排放企業(yè)提出嚴(yán)格要求，持續(xù)強(qiáng)化企業(yè)的污染監(jiān)測能力，制定科學(xué)合理的O3管控對策。嚴(yán)格控制焦化、鋼鐵、電力等企業(yè)在監(jiān)測站點(diǎn)上風(fēng)向區(qū)域排放污染物，必要時，可對上述企業(yè)采取限產(chǎn)、停產(chǎn)或錯峰生產(chǎn)的措施。對于涉及NOx和VOCs的排放企業(yè)，實(shí)施煙氣脫硝，并加大NOx和VOCs排放監(jiān)控和現(xiàn)場抽查力度，對治理效果進(jìn)行績效評級。

3.2 移動源排放控制

汽車尾氣是NOx排放的重要因素，在大氣O3污染的治理過程中，汽車尾氣排放量居高不下。為從根源上控制汽車尾氣排放，可采取落實(shí)機(jī)動車檢查維護(hù)制度、要求汽車安裝尾氣凈化裝置、增加混合動力和電動車數(shù)量、優(yōu)化公共交通運(yùn)行體系等措施，從而有效降低NOx的排放，進(jìn)而控制大氣O3污染。

3.3 生活源排放控制

加強(qiáng)對汽修店噴涂廢氣收集、治理設(shè)施的監(jiān)督檢查，對未安裝廢氣治理裝置的汽修店，嚴(yán)禁露天噴涂。對于餐飲服務(wù)經(jīng)營行業(yè)，應(yīng)確保安裝油煙凈化設(shè)施，并進(jìn)行現(xiàn)場執(zhí)法監(jiān)測。加油站出臺錯峰加油政策，并且鼓勵夜間加油。洗衣店應(yīng)逐步淘汰落后的干洗設(shè)備和工藝，嚴(yán)格管理干洗的溶劑使用。城區(qū)內(nèi)嚴(yán)禁露天焚燒垃圾、露天燒烤等，持續(xù)開展露天焚燒巡查

工作。

3.4 O3污染協(xié)同治理

O3污染治理要突出協(xié)同，主要包括政策保障、主體多元化、技術(shù)支撐。一是政策保障。傳統(tǒng)的被動治理模式已不適應(yīng)新時代生態(tài)文明建設(shè)，因此應(yīng)制定O3污染治理的綜合政策。在O3污染治理過程中，應(yīng)采取不斷完善法律法規(guī)、制定完善的環(huán)保技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)、積極引導(dǎo)O3前體物的協(xié)同減排、加強(qiáng)大數(shù)據(jù)運(yùn)用及信息公開、暢通社會組織和公眾參與的渠道等協(xié)同保障政策。二是主體多元化。O3污染治理不是單方面的，需要政府、企業(yè)、社會組織、公眾等方面的參與合作。政府起主導(dǎo)作用，主要是正確處理主體之間的關(guān)系，而企業(yè)的責(zé)任感、社會組織的支持、公眾的參與都是O3污染治理的關(guān)鍵，因此要建立健全、公平、有效、協(xié)同的環(huán)保機(jī)制。三是技術(shù)支撐。O3前體物的產(chǎn)生途徑及種類均比較復(fù)雜，并且受地理氣象條件及傳輸?shù)挠绊懀虼薕3污染治理需要有效的技術(shù)支撐。為實(shí)現(xiàn)O3污染治理的科學(xué)化和實(shí)效性，應(yīng)在O3形成機(jī)制、O3污染危害、O3污染風(fēng)險評價、O3污染監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)布設(shè)、O3污染預(yù)測預(yù)報等方面做出更大的技術(shù)突破。

4 結(jié)論

O3污染是臨汾市面臨的嚴(yán)重環(huán)境問題。為不斷提高臨汾市空氣質(zhì)量，本文對2020—2022年臨汾市5個環(huán)境空氣質(zhì)量國控站點(diǎn)的O3在線監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，臨汾市2020年O3污染日數(shù)最低，主要原因是2020年氣象條件良好。2022年較

2021年O3污染有所減輕，O3污染日數(shù)由81 d下降至78 d，MDA8超標(biāo)率由22.2%下降至21.4%，O3污染主要為輕度污染和中度污染。相較于2021年O3污染評價，2022年MDA8-90th有明顯下降趨勢，并且MDA8最大值和最小值均降低；O3濃度月變化呈夏季高、冬季低的趨勢，最大值在6月；O3濃度日變化呈單峰型，最大值出現(xiàn)在15：00，最低值出現(xiàn)在07：00；控制區(qū)域主要為城南站、唐堯大酒店站、市委站。臨汾市O3污染具有長期性和復(fù)雜性，宜從工業(yè)源排放控制、移動源排放控制、生活源排放控制等方面下功夫，采用協(xié)同治理模式，持續(xù)關(guān)注O3污染的治理效果。

參考文獻(xiàn)

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