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“看不见”的臭氧污染如何治?院士这样说

发布时间:2019-05-23 00:35:38    来源 :洛阳市环境保护局    作者:刘世伟 浏览量:1234

近年来,中国大气臭氧污染呈加剧态势,已成为继PM2.5后困扰城市空气质量改善的另一重要污染物,且治理难度比PM2.5更大,一度在夏季稳居长三角与珠三角地区污染物之首。目前,北京、上海、广州、深圳、成都、郑州等地在城市大气防控中均已明确对臭氧“宣战”。

臭氧防治难点在哪儿?各个城市的臭氧防控措施有何亮点?3月29日-30日,在成都举行的中国环境科学学会臭氧污染控制专业委员会成立大会暨首届学术研讨会上,来自我国大气污染防治领域的6位院士和众多知名专家学者共同探讨城市大气臭氧污染防控的方向和路径,并为臭氧污染治理开“药方”。

“看不见”的臭氧污染危害大

众所周知,臭氧在平流层中能阻挡高能量的紫外线辐射到达地球,是非常重要的“保护伞”。但一旦到了近地面,高浓度的臭氧对人来说就变成了有害气体。

“在距离地面10—15km的高空,臭氧能吸收紫外线、保护地球上的生物不被强烈的紫外线晒死,所以高空臭氧层中的臭氧是当之无愧的‘地球卫士’。”中国工程院院士侯立安首先从科普角度谈到臭氧的“前世今生”,与臭氧层相比,近地面高浓度的臭氧却换了一幅面孔,变成“健康杀手”。

事实上,相比PM2.5的危害,大众对“大气污染物臭氧”似乎还有些陌生。但说起上世纪发生在美国洛杉矶的光化学烟雾事件,臭氧却是“元凶”之一。公开报道显示,1955年,洛杉矶发生了一场光化学烟雾污染事件,由于大气污染和高温,短短两天之内,因呼吸系统衰竭死亡的65岁以上老人达400多人。许多人出现眼睛痛、头痛、呼吸困难等症状。

对付这样一个看不见、摸不着的“敌人”,仍是世界性的难题。侯立安院士介绍,由于臭氧的比重约为空气的1.66倍,常常聚集在下层空间,所以个头小的儿童是最直接的受害者。

近地面的臭氧来自哪里?“随着城市化、工业化的高速发展以及能源消费总量的持续升高,挥发性有机物和氮氧化物等臭氧前体物的排放量居高不下,臭氧污染问题开始逐渐突出。”侯立安院士介绍,根据相关研究表明,若不采取有效控制措施,预计2015-2050年间全球臭氧浓度将增加20%-25%,到2100年将增加40%-60%。

相较于臭氧室外污染源,侯立安院士还认为室内臭氧污染控制也不能忽视。“室内的复印机、激光印刷机、静电过渡器、紫外灯、电子消毒柜等在使用过程中也都会产生臭氧。”

形式严峻:全国臭氧浓度呈逐年上升态势

与雾霾相比,臭氧污染“隐藏”在万里晴空中,已经成为夏季众多城市的大气环境污染元凶。形势到底有多严峻?数据显示,2017年全国臭氧浓度同比上升8%,而且自2015年以来呈现逐年上升的态势,目前出现了连片式、区域式污染,主要集中在辽宁中南部、京津冀及周边、长三角、武汉城市群、陕西关中地区,以及成渝、珠三角区域。

中国工程院院士刘文清介绍,根据研究结果表明,京津冀和长三角区域臭氧浓度逐年上升,特别是2017年,臭氧是唯一逐年增长的大气污染物。在刘文清院士看来,我国目前尚缺乏臭氧时空分布探测手段,“对臭氧时空分布探测通过铁塔、空气质量监测站进行采样分析,这些方式移动性差、探测范围狭窄、探测时间优先,所以实用性受到很大的限制。”刘文清介绍道,目前有关臭氧的检测仪器和技术有:臭氧时空分布探测激光雷达系统、光栅光谱滤光器、地基臭氧雷达观测、车载臭氧雷达观测等等,“要做好臭氧的监测,可以整合这几者的监测数据,构建一个全国性的臭氧监测网络,为分析防控工作提供可靠、可控、可溯源的数据。”

中国工程院院士刘文清

为何臭氧污染治理这么难?究其原因,不仅是因为臭氧的大气寿命较长,可以远距离传输,形成区域性污染,还因为臭氧的化学生成机制复杂,再加上臭氧的VOCs前体物来源复杂、种类繁多、活性差异大,精准控制难度大。

“大气污染问题反映在天上,主要根子却是在地面上的排放。‘大气十条’实施以来,二氧化硫、氮氧化物下降幅度明显,挥发性有机物增量得到遏制,颗粒物浓度明显下降。”中国工程院院士贺克斌认为,PM2.5和臭氧协同控制已成为持续改善空气质量的关键,而如何拿捏比例对其进行控制是需要思考的问题。“挥发性有机物是种类繁多的聚合体,我们需要在治污过程中找准对象。”他进一步说明,芳香烃是对臭氧和PM2.5贡献最大的挥发性有机物种类,需重点研究和控制。同时,我们也需要基于排放构成,进一步确定管控的重点行业。“协同治理从全世界上看,没有现成的经验可循。我们需要探索出协同治理上技术、管理的新模式,在国际上创造新的经验。”

中国工程院院士贺克斌

多地拉响臭氧防治警报 成都探索治理模版

问题已经凸显,整治必下重拳。相关研究和实践表明,控制臭氧污染,需要按照一定比例协同削减氮氧化物和挥发性有机物排放,结合各地污染状况、产业特征、经济社会发展水平采取差异化控制策略。

记者了解到,上海、广州、深圳等地纷纷对臭氧“宣战”——上海市日前召开的上海市十五届人大常委会第十一次会议明确,推进PM2.5和臭氧的协同控制,将是上海接下来大气污染治理持续攻坚的重点和难点;广州也在日前公布将实施机动车国六标准,将蓝天保卫战的重点放在二氧化氮和臭氧问题上。

多地也开始运用新的臭氧监测技术。据刘文清院士介绍,目前在长春市绿园气象站部署完成了大气臭氧激光雷达系统、臭氧探空仪等,同时在广州塔也有成功应用,已经验证了臭氧激光雷达测量结果的可靠性和有效性。

今年3月,成都出台了臭氧污染防控的整体方案,确定了各个区县的削减重点。“成都对臭氧问题有比较好的认识,其认识的深刻程度、采取措施的力度,在全国来说具有典型意义。”中国工程院院士张远航认为,成都平原臭氧防控或许能蹚出一条路子,为其他地区开展联防联控提供模版,而这也是本次大会选择成都的原因。

治理关键:PM2.5和臭氧协同控制

全国臭氧污染治理将走怎样的路径?贺克斌院士表示,站在全国范围及2013年-2017年的时间尺度上来看,燃煤锅炉整治、电厂超低排放改造、工业提标改造、落后产能淘汰、扬尘综合整治和移动源排放管控对污染物减排起到显著效果。然而,在全国和重点区域PM2.5超标率持续下降的同时,臭氧超标率不断上升,2017年长三角和珠三角的臭氧超标率已经超过了PM2.5。“因此,PM2.5和臭氧协同控制已成为持续改善空气质量的关键。”

基于研究结果,刘文清院士也认为,除了做好臭氧监测,臭氧防控的另一要点就是要把细颗粒和臭氧协同控制,“不能光控制氮氧化物、二氧化硫,还要考虑挥发性有机物,都要一起防治。”

那么,包括成都平原在内的四川盆地下一步该如何防控臭氧污染?张远航院士认为,相对于PM2.5来讲,臭氧污染显得更加复杂,控制难度也比PM2.5要大得多。“但是,臭氧问题实际上也是可控的,只要策略得当,能够实现PM2.5和臭氧协同控制和持续下降。”

中国工程院院士张远航

张远航院士结合成都近几年开展臭氧防控的实践来分析,他认为防控措施基本上是沿着比较正确的技术路线往前在推进,也看到了一些成效。但他认为,从成都的臭氧污染防控整体方案来看,还要更加精准化,对臭氧污染的前体物和污染源要做精准的确定和更大力度的减排,“希望能够通过更加精准的方案和更加精准的治理,使得控制臭氧的成效更加显著。”

张远航院士表示,臭氧污染控制要做到更加精准、更加有效,最重要的是要弄清楚复杂地形下边界层的气象过程。同时,还要弄清楚污染输送的水平输送和垂直输送。“总的来说,臭氧污染防控是一个长期的工作,不是短期能够很快见效的一个控制任务。”

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