夏亞紅

（鄂州市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站，湖北鄂州436000）

鄂州市城區(qū)環(huán)境空氣的臭氧污染特征及其防治對策

夏亞紅

（鄂州市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站，湖北鄂州436000）

利用鄂州市城區(qū)3個(gè)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站2015—2016年的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對空氣中臭氧（O3）的污染特征進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明：鄂州市城區(qū)空氣中臭氧作為首要污染物的占比有逐年增加的趨勢。臭氧濃度具有明顯的日變化和季節(jié)變化規(guī)律，日變化呈單峰型且高峰段在13:00—17:00；月變化規(guī)律顯示6月—9月濃度最高。日照、氣溫、風(fēng)向和風(fēng)速等因素對臭氧濃度變化均有重要影響。結(jié)合實(shí)際提出了加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、強(qiáng)化污染治理、加大科普宣傳等防治對策。

臭氧；變化規(guī)律；防治對策；鄂州市

臭氧（O3）在大氣中的含量僅約占一億分之一，其濃度因海拔高度而異。臭氧層是地球的保護(hù)層，位于離地面20～25 km高度處，能有效阻擋紫外線，保護(hù)人類健康。一般情況下，近地表環(huán)境空氣中的臭氧含量非常低，但是隨著城市化進(jìn)程的加快，環(huán)境空氣中氣態(tài)污染物含量呈明顯上升趨勢[1]，在多種條件下，近地表環(huán)境空氣中的臭氧含量會增加，導(dǎo)致臭氧污染。相對于水污染、煙污染以及霧霾污染等有形污染，公眾乃至環(huán)保部門對無色無味的臭氧污染一直“掉以輕心”。臭氧污染其實(shí)比PM2.5更可怕，治理臭氧污染已成為環(huán)保新課題。臭氧幾乎能與任何生物組織反應(yīng)，對呼吸道的破壞性很強(qiáng)；會刺激眼睛，使視覺敏感度和視力降低；會阻礙血液輸氧功能，造成組織缺氧等，而且會對人體健康[2]有較大影響。孕婦和兒童是受臭氧污染的最危險(xiǎn)人群。

近年來，全國多個(gè)城市出現(xiàn)了臭氧污染，這也使國家更加重視環(huán)境空氣中臭氧的監(jiān)測與污染防治工作。多項(xiàng)研究表明，臭氧形成機(jī)理復(fù)雜，由揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs）等在光照作用下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)形成[3]。當(dāng)前，控制臭氧污染是大氣污染防治中的難題。

2012年2月我國頒布了新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095—2012）（以下簡稱新標(biāo)準(zhǔn)），調(diào)整了環(huán)境空氣功能區(qū)分類，將三類區(qū)并入二類區(qū)，補(bǔ)充了新的環(huán)境空氣評價(jià)因子：PM2.5及O3。環(huán)保部同時(shí)下發(fā)了《關(guān)于實(shí)施〈環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)〉（GB 3095—2012）的通知》，湖北省環(huán)保廳和鄂州市委、市政府鑒于武漢城市圈環(huán)境空氣質(zhì)量現(xiàn)狀，決定從2014年7月1日起鄂州市執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn)。

1 鄂州市城區(qū)環(huán)境空氣中臭氧的污染特征

鄂州市地處114°32′E～115°05′E，30°00′N～30°06′N，位于湖北東部的正中心，西臨武漢，北挨黃岡，東連黃石，屬典型的季風(fēng)氣候，四季有明顯的風(fēng)向。鄂州最主要的風(fēng)向是偏北風(fēng)，其次是偏東風(fēng)。鄂州市城區(qū)共有3個(gè)空氣自動監(jiān)測點(diǎn)位，分別為市政府監(jiān)測點(diǎn)、趙家壩監(jiān)測點(diǎn)、凡口開發(fā)區(qū)監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測項(xiàng)目包括二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入顆粒物（PM10）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）、細(xì)顆粒物（PM2.5）和能見度。在臭氧監(jiān)測分析方面，市政府自動監(jiān)測點(diǎn)采用美國ThermoFisher公司生產(chǎn)的49I型紫外光度法臭氧分析儀，趙家壩監(jiān)測點(diǎn)、凡口開發(fā)區(qū)監(jiān)測點(diǎn)采用武漢宇虹環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司生產(chǎn)的TH-2003H型紫外光度法臭氧分析儀，監(jiān)測方式為每天24 h連續(xù)監(jiān)測?？諝庵谐粞踬|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)采用《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095—2012）中二級標(biāo)準(zhǔn)中的日平均質(zhì)量濃度，即160 μg/m3?，F(xiàn)根據(jù)2015—2016年3個(gè)空氣自動監(jiān)測站監(jiān)測數(shù)據(jù)對鄂州市臭氧污染特征進(jìn)行分析。

1.1 年變化特征

2015年鄂州市城區(qū)的臭氧作為首要污染物占比達(dá)26.8%，2016年鄂州市城區(qū)臭氧作為首要污染物的占比較2015年增大，達(dá)到36.9%，臭氧污染有加重趨勢。

表1是鄂州市城區(qū)3個(gè)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站2015年和2016年臭氧日最大8 h值監(jiān)測結(jié)果，從表1可以看出，2015年鄂州市O3日最大8 h第90百分位濃度為171 μg/m3，2016年鄂州市O3日最大8 h第90百分位濃度為175 μg/m3，總體呈現(xiàn)上升趨勢，2016年較2015年增加2.3%。

全市三個(gè)測點(diǎn)臭氧日最大8小時(shí)滑動平均值的第90百分位數(shù)值范圍166～182 μg/m3，3個(gè)測點(diǎn)除凡口開發(fā)區(qū)最大8 h滑動平均值第90百分位數(shù)值比2015年上升外，其他測點(diǎn)均下降，3個(gè)測點(diǎn)臭氧日最大8 h滑動平均值的第90百分位數(shù)均超過GB 3095—2012二級標(biāo)準(zhǔn)臭氧日最大8 h滑動平均值。

表12015 和2016年鄂州市城區(qū)環(huán)境空氣臭氧日最大8 h值監(jiān)測結(jié)果

1.2 月變化特征

月變化更能反映污染物濃度隨季節(jié)的變化趨勢。圖1為2015和2016年臭氧日最大8 h滑動平均值的月變化情況。

圖12015 —2016年鄂州市O3月變化情況

由圖1可以看出，臭氧日最大8 h滑動平均值高值頻次主要分布在4月—10月，其中6月—9月濃度（夏季）最高，低值頻次主要集中在1月—2月和11月—12月（冬季）。

1.3 日變化特征

從選取的分析時(shí)段來看，臭氧小時(shí)日變化規(guī)律比較明顯，在一天中呈單峰型變化（如圖2）：1:00—8:00臭氧濃度處于較低水平并且變化不大，0:00左右臭氧濃度最低；7:00臭氧濃度開始上升，15:00時(shí)達(dá)到最高值，之后臭氧濃度逐漸降低。一天中臭氧污染高峰出現(xiàn)在13:00—17:00，低谷時(shí)段在0:00—6:00。

圖2 鄂州市城區(qū)O3小時(shí)均值日變化趨勢

2 臭氧污染形成的因素

形成臭氧的“前驅(qū)物”主要是揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）和氮氧化物（NOx），VOCs在紫外線照射下和NOx發(fā)生反應(yīng)會形成光化學(xué)煙霧，導(dǎo)致大氣中臭氧濃度增加[4]?，F(xiàn)根據(jù)2015—2016年3個(gè)空氣自動監(jiān)測站監(jiān)測數(shù)據(jù)來分析鄂州市臭氧污染逐年加重的原因。

2.1 規(guī)劃布局不合理

鄂州地域面積僅1 590 km2，由于歷史原因，市內(nèi)有5家鋼鐵企業(yè)，1家火電企業(yè)，1家球團(tuán)廠等以燃煤、焦炭為燃料的企業(yè)。近年來，這類企業(yè)排放VOCs、NOx有增無減，對環(huán)境空氣中臭氧濃度的貢獻(xiàn)率有所增加。

2.2 企業(yè)監(jiān)管不到位

一方面，一些企業(yè)在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象，這主要是設(shè)備老化，密閉程度不好、企業(yè)環(huán)保維護(hù)人員素質(zhì)不高以及企業(yè)在環(huán)保設(shè)備投資方面較少等，造成VOCs和NOx排放量的增加，也導(dǎo)致臭氧的濃度增加。另一方面，一些環(huán)保監(jiān)管人員，按部就班地檢查企業(yè)生產(chǎn)情況。然而，在監(jiān)管人員不在現(xiàn)場的情況下，企業(yè)為減少開支，少開或不開環(huán)保設(shè)備，排入空氣中的污染物增加，導(dǎo)致臭氧的濃度增加。

2.3 氣象條件的影響

氣象條件是影響環(huán)境空氣中臭氧濃度的最主要因素之一，其中日照、氣溫、降雨等因素對臭氧濃度變化均具有重要的影響。由2015—2016年 3個(gè)空氣自動監(jiān)測站監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出，夏季天氣更適合生成光化學(xué)污染，氣溫高、紫外線強(qiáng)，造成臭氧濃度晝夜變化、季節(jié)變化[5]；白天由于日照因素，臭氧濃度變化劇烈，而夜間的變化相對平緩。另外，2015年10月降雨偏少，有14 d因臭氧濃度高導(dǎo)致空氣中度污染。除此之外，風(fēng)向、風(fēng)速、能見度、濕度等氣象條件都會影響臭氧濃度的變化。

2.4 燃油汽車尾氣的影響

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，截至2016年末，鄂州市區(qū)各類在用機(jī)動車已達(dá)14萬輛之多，比2015年增加了1萬輛，同時(shí)各種燃料、有機(jī)溶劑、涂料被大量使用，排放到大氣中的NOx和VOCs總量不斷增加，致使地面臭氧濃度不斷升高[6]。

2.5 宣傳力度不到位

對群眾的宣傳不夠，群眾不了解臭氧污染的危害性。在缺乏足夠認(rèn)識的情況下，群眾不會主動去防治臭氧污染，仍在購買使用燃油汽車，大量使用化石燃料進(jìn)行生產(chǎn)生活，不斷增加VOCs、NOx的排放量，造成臭氧濃度增加。

3 臭氧污染的防治措施

臭氧是二次污染物，所以為了治理臭氧污染，必須先治理氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物等“前驅(qū)物”，從源頭、技術(shù)、管理等方面建立健全長效機(jī)制，切實(shí)有效改善鄂州市空氣質(zhì)量。

3.1 加強(qiáng)全市產(chǎn)業(yè)科學(xué)規(guī)劃布局

鄂州市面積狹小，某一區(qū)域發(fā)生污染，對全市污染非常明顯。為了有效改善這一現(xiàn)象，必須進(jìn)一步強(qiáng)化規(guī)劃環(huán)評與項(xiàng)目環(huán)評，科學(xué)合理地劃分全市功能區(qū)，并在項(xiàng)目的引進(jìn)方面進(jìn)一步加以明確，特別要對主要污染物為NOx和VOCs的項(xiàng)目采取嚴(yán)格限制措施。

3.2 加強(qiáng)全市源頭和末端的防控措施

結(jié)合鄂州市實(shí)際情況，大力防控?fù)]發(fā)性有機(jī)物的使用，切實(shí)從源頭上嚴(yán)控、中間嚴(yán)管、末端嚴(yán)懲，把涉及NOx和VOCs等重點(diǎn)的排放物企業(yè)作為清潔生產(chǎn)審核的重點(diǎn)，如：醫(yī)藥化工、橡膠制品、鋼鐵焦化、印刷等企業(yè)，通過強(qiáng)化企業(yè)生產(chǎn)過程管理，提高運(yùn)行效力，優(yōu)先采用連續(xù)化、自動化、密閉化生產(chǎn)工藝替代間歇式、敞開式生產(chǎn)工藝，減少物料與外界接觸頻率，切實(shí)減少企業(yè)在生產(chǎn)過程中跑、冒、滴、漏現(xiàn)象的發(fā)生。

3.3 強(qiáng)化全市重點(diǎn)污染源的整治

在省環(huán)境保護(hù)廳、省環(huán)境監(jiān)測中心站的技術(shù)指導(dǎo)下，利用鄂州市環(huán)境空氣自動監(jiān)測站數(shù)據(jù)平臺，進(jìn)一步明確責(zé)任，對涉及NOx和VOCs排放的重點(diǎn)企業(yè)、重點(diǎn)行業(yè)、重點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)行管控和整治，確保企業(yè)減排設(shè)施穩(wěn)定運(yùn)行。

3.4 強(qiáng)化全市重點(diǎn)企業(yè)減排技術(shù)的培養(yǎng)

鼓勵(lì)有條件的企業(yè)先行先試，在資金的扶持、技術(shù)的引進(jìn)、人才的培養(yǎng)等方面給予優(yōu)惠政策，切實(shí)完善企業(yè)節(jié)能減排的指導(dǎo)，走科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少的新型企業(yè)之路。

3.5 加強(qiáng)全市監(jiān)督管理力度

一是加強(qiáng)機(jī)動車環(huán)境的管理，特別是黃標(biāo)車和老舊車輛的路檢路查力度；二是堅(jiān)決取締城區(qū)小型燃煤鍋爐，大力推廣清潔能源的應(yīng)用，并抓好大型鍋爐脫硫脫硝工作的落實(shí)；三是加大對VOCs等排放的石化、煉焦、化工、印刷、噴涂等行業(yè)整治力度；四是加大督查力度，增加人員和檢查頻次，推動《環(huán)境保護(hù)法》《大氣污染防治法》得到有效落實(shí)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

3.6 完善聯(lián)防聯(lián)控措施

一是加強(qiáng)全市主要企業(yè)VOCs污染物普查，建立排放臺賬；二是與相關(guān)科研部門合作，深入研究本地VOCs、NOx排放比例關(guān)系，減少O3污染；三是嚴(yán)格落實(shí)責(zé)任，制定本地區(qū)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作方案，將各項(xiàng)工作任務(wù)分解到單位和企業(yè)；四是完善考核機(jī)制，對全市各區(qū)大氣污染防治的重點(diǎn)項(xiàng)目完成情況進(jìn)行考核。

3.7 加大宣傳力度

宣傳臭氧污染的相關(guān)知識，強(qiáng)化普及人類生產(chǎn)生活是臭氧污染的主要原因等環(huán)保理念，提高社會公眾環(huán)境危機(jī)意識，積極減少排放會產(chǎn)生臭氧的物質(zhì)，共同維護(hù)大氣環(huán)境安全。環(huán)保部門應(yīng)提醒廣大市民，臭氧超標(biāo)的季節(jié)主要是春、夏、秋三季，夏季臭氧污染最嚴(yán)重。午后到傍晚，為臭氧的濃度峰值時(shí)段，一般情況下，室外比室內(nèi)濃度更高，下風(fēng)向比上風(fēng)向濃度高。在臭氧濃度較高時(shí)，建議盡量減少戶外活動。

[1]LEE C W，DAI Y T，CHIEN C H，et al.Characteristics and health impacts of volatile organic compounds in photocopy centers[J]. Environmental Research，2006，100（2）：139-149.

[2]ZHANG Y H，SU H，ZHONG L J，et al.Regional ozone pollution and observation-based approach for analyzing ozone-precursor relationship during the PRIDE-PRD2004 campaign[J].Atmospheric Environment，2008，42（25）：6203-6218.

[3]蘇靜.大連市石化企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）排放特點(diǎn)及防治對策[J].中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，26（5）：70-74.

[4]程水源，李文忠，魏巍，等.煉油廠分季節(jié)VOCs組成及其臭氧生成潛勢分析[J].北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，39（3）：438-444.

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[6]唐孝炎，張遠(yuǎn)航，邵敏.大氣環(huán)境化學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2006：221-231.

（編輯：程?。?/p>

Pollution Characteristics of Ozone in Ambient Air of Ezhou City and Its Control Countermeasures

Xia Yahong
（Ezhou Environmental Protection Monitoring Station,Ezhou Hubei 436000,China）

The pollution characteristics of ozone(O3)in the air were analyzed using the monitoring data of three environmental air quality automatic monitoring stations in Ezhou City.The results show that the proportion of ozone in the air of Ezhou City is increasing as the main pollutant.Ozone concentration has obvious diurnal variation and seasonal variation,and the diurnal variation is single peak and peak period is 13:00～17:00.The monthly variation shows the highest concentration from June to September.The factors such as sunshine,temperature,wind direction and wind speed have important influence on the change of ozone concentration.Combined with the actual conditions,it put forward to strengthen industrial planning,strengthen pollution control,increase public awareness and other prevention and control measures.

ozone,change law,control measures,Ezhou City

X511

A

1008-813X（2017）04-0082-04

10.13358 /j.issn.1008-813x.2017.04.21

2017-05-03

夏亞紅（1973-），女，湖北鄂州人，畢業(yè)于湖北理工學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)，工程師，主要從事環(huán)境自動監(jiān)測及環(huán)境驗(yàn)收監(jiān)測報(bào)告編制工作。