孫萌 魏巍 張玉卿

摘要：臭氧已經(jīng)逐步發(fā)展成為我國(guó)大部分地區(qū)夏秋兩季的主要大氣污染物，近地面的臭氧濃度越高，對(duì)人類和環(huán)境的危害也就越大，所以近年來(lái)臭氧已經(jīng)獲得了人們的普遍關(guān)注。本文簡(jiǎn)要總結(jié)了目前所廣泛采用的一些工業(yè)臭氧排放監(jiān)測(cè)和污染研究的方法和手段，并通過(guò)案例分析研究提出了一些相關(guān)的建議，為日后的我國(guó)大氣臭氧排放監(jiān)測(cè)新技術(shù)的研究和大氣污染防治方法研究工作的開(kāi)展提供了參考。

關(guān)鍵詞：臭氧;監(jiān)測(cè)研究;現(xiàn)狀

正文：臭氧污染形成的關(guān)鍵原因是大氣中的氮氧化物，碳?xì)浠衔镌谝环N特定的氣候環(huán)境，經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的。2012年我國(guó)頒布了《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，自2013年來(lái)，我國(guó)大部分城市的臭氧濃度呈現(xiàn)出整體上升的趨勢(shì)。從地理位置來(lái)看，我國(guó)的京津冀，長(zhǎng)三角，珠三角區(qū)域臭氧污染問(wèn)題十分顯著。

一、臭氧監(jiān)測(cè)和研究現(xiàn)狀

1.1? 臭氧污染特征

我們可以通過(guò)分析各地區(qū)臭氧污染在時(shí)間和空間上的分布而總結(jié)出各地臭氧污染的特征。從空間角度來(lái)看，我國(guó)北方城市的臭氧濃度普遍要比南方城市低一些，且全年的臭氧濃度指數(shù)都嚴(yán)重超標(biāo)。研究數(shù)據(jù)表明，我國(guó)南方地區(qū)每天的臭氧含量峰值一般出現(xiàn)在12點(diǎn)到下午3 點(diǎn)，因?yàn)橄募镜墓庹諘r(shí)間較長(zhǎng)，一般在傍晚6 點(diǎn)至7 點(diǎn)之間，可能還會(huì)出現(xiàn)另一個(gè)臭氧濃度高峰期。在我國(guó)的北方地區(qū)，臭氧濃度峰值一般出現(xiàn)在中午1 點(diǎn)到2點(diǎn)之間，在南方城市臭氧濃度最高的夏季，峰值持續(xù)時(shí)間一般出現(xiàn)在午后2 點(diǎn)到5 點(diǎn)之間。臭氧濃度在一天內(nèi)的變化規(guī)律與太陽(yáng)輻射的變化規(guī)律也十分相似，只是臭氧濃度最大值的出現(xiàn)和持續(xù)時(shí)間一般要比太陽(yáng)輻射的最大值還要滯后三小時(shí)左右。所以從城市的整體情況來(lái)看，北方一些大城市的臭氧濃度最高峰值的持續(xù)時(shí)間出現(xiàn)一般要早于南方的其他城市，郊區(qū)的臭氧濃度一般高于市區(qū)的臭氧濃度。

1.2? 臭氧垂直觀測(cè)

可以通過(guò)臭氧激光雷達(dá)對(duì)不同波長(zhǎng)的臭氧吸收和散射反演的情況進(jìn)行分析得出垂直旋轉(zhuǎn)方向上幾公里內(nèi)臭氧濃度的垂直分布的情況，可以非常直觀的反映出臭氧濃度因高度不同而產(chǎn)生的差異。在重度邊界層污染的情況下，根據(jù)邊界層臭氧的濃度垂直方向變化的特征，可以分析得出在邊界層的高度附近是否存在著邊界層臭氧的高值帶，其邊界層厚度在幾百米左右。在邊界層的高度以下，臭氧濃度與高度附近成正比;在邊界層高度以上，臭氧濃度與高度成反比。在中午這一時(shí)間段內(nèi)，各垂直高度上的臭氧會(huì)均勻混合，由于受到湍流的作用，最高可以達(dá)到1。5千米處。

1.3? 氣象條件對(duì)臭氧的研究影響

我國(guó)在探究影響臭氧的氣象因素等方面所做的工作較多。研究結(jié)果表明，臭氧濃度越，溫度成正相關(guān)，與空氣濕度呈負(fù)相關(guān)。影響城區(qū)內(nèi)部臭氧生成的因素主要包括：晝夜溫差、太陽(yáng)輻射、壓差、相對(duì)濕度、地域特征等。

1.4? 臭氧來(lái)源和機(jī)理分析

從我們所觀測(cè)的數(shù)據(jù)中我們可以清楚的看出，常見(jiàn)的方法是量化區(qū)域臭氧傳輸和本地臭氧生成時(shí)間方法主要包括區(qū)域背景點(diǎn)濃度測(cè)量法、TCEQ區(qū)域背景臭氧的估算濃度測(cè)量法和背景點(diǎn)主成分濃度分析區(qū)域背景臭氧的估算法;通過(guò)主成分分析法，參照上海市以往的臭氧觀測(cè)數(shù)據(jù)，可以總結(jié)出，通過(guò)控制臭氧的本地生成量，能夠有效減少臭氧污染發(fā)生的頻率，降低臭氧峰值的濃度。重慶市對(duì)臭氧和其前體物的區(qū)域污染情況進(jìn)行了分析，采取基于觀測(cè)的模型（OBM），討論了三個(gè)綜合觀測(cè)點(diǎn)的臭氧產(chǎn)生原理和源頭，研究的結(jié)果顯示，重慶市的大部分機(jī)動(dòng)車站點(diǎn)都在東南部處于人為源排放的VOCs控制區(qū)或過(guò)渡控制區(qū)，西北部靠近郊區(qū)的站點(diǎn)位于NOx控制區(qū)。機(jī)動(dòng)車使用源排放的低碳烯烴與化學(xué)溶劑汽車使用源機(jī)動(dòng)車排放的芳香烴已經(jīng)成為了促進(jìn)機(jī)動(dòng)車臭氧排放和化學(xué)低碳烯烴生成的主要臭氧化學(xué)原料。重慶市局部地區(qū)的臭氧產(chǎn)生潛能較大，其控制工作要把VOCs作為重點(diǎn)內(nèi)容，減少機(jī)動(dòng)車輛和溶劑使用源的VOCs排放;減少NOx對(duì)于緩解重度污染地區(qū)的污染情況有較大幫助，結(jié)合污染區(qū)域當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，最大限度上減少NOx減排，為控制臭氧污染做出整體規(guī)劃。

從原清單的擴(kuò)散模型角度分析，量化各類源對(duì)臭氧的影響。在大部分地區(qū)，臭氧污染都是來(lái)自于工業(yè)，交通源等也會(huì)對(duì)臭氧的生成有一定程度的影響，但是在臭氧濃度過(guò)低時(shí)，這些源頭則會(huì)對(duì)臭氧生成有負(fù)貢獻(xiàn)。通過(guò)參考其他研究可發(fā)現(xiàn)，市區(qū)內(nèi)的臭氧污染的產(chǎn)生受VOCs影響，郊區(qū)臭氧污染的產(chǎn)生受NOx影響，且郊區(qū)臭氧污染在一定程度上受到風(fēng)向城市的排放源的限制。所以加強(qiáng)對(duì)于NOx和VOCs排放的協(xié)同控制力度能夠大幅降低郊區(qū)臭氧污染的產(chǎn)生。

二、強(qiáng)化我國(guó)地面臭氧污染監(jiān)測(cè)的必要性和建議

（1）???? 結(jié)合國(guó)家角度建立各種VOCs物質(zhì)排放因子，制定出實(shí)時(shí)更新的NOx、VOCs等前體物質(zhì)的污染源排放列表，研究不同VOC物種對(duì)于臭氧污染生成的影響，對(duì)各地的排放清單進(jìn)行整理。

（2）???? 不同地區(qū)的臭氧污染形成過(guò)程并不相同，對(duì)于NOx、VOCs的排放控制比例也不同，建議對(duì)不同地區(qū)的實(shí)際臭氧形成機(jī)理進(jìn)行深入研究，利用科學(xué)手段計(jì)算出各前體物質(zhì)協(xié)同減排比例。

（3）???? 目前我國(guó)的火電減排改造機(jī)制已經(jīng)日益完善，建議重點(diǎn)推進(jìn)其他行業(yè)的超低改造技術(shù)手段和工程的實(shí)施。

（4）???? 建立一套區(qū)域聯(lián)合防治、聯(lián)合控制的機(jī)制，對(duì)各企業(yè)單位污染氣體的排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一，建立起重度污染環(huán)境下的應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)。

（5）???? 搭建臭氧監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合機(jī)動(dòng)車輛的尾氣監(jiān)測(cè)及NOx排放量監(jiān)測(cè)結(jié)果，開(kāi)展地面和垂直監(jiān)測(cè)及空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)工作。

（6）???? 可以選擇京津冀或其他地區(qū)作為試點(diǎn)，開(kāi)展地面臭氧污染監(jiān)測(cè)工作，把工作重點(diǎn)放在夏季的地面臭氧污染監(jiān)測(cè)工作中來(lái)。

（7）???? 強(qiáng)化地面臭氧污染監(jiān)測(cè)水平，逐步完善監(jiān)測(cè)制度，與先進(jìn)國(guó)家的臭氧監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行有效的交流，可以通過(guò)合作的方式引入先進(jìn)的技術(shù)手段。

（8）???? 加強(qiáng)對(duì)于地面臭氧污染基礎(chǔ)工作的探究及遠(yuǎn)距離傳輸機(jī)制，危害機(jī)制、預(yù)測(cè)系統(tǒng)等方面的研究。

三、結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)一向重視臭氧環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，隨著我國(guó)更多城市群的出現(xiàn)，我國(guó)地面臭氧污染問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，加強(qiáng)我國(guó)地面臭氧污染監(jiān)測(cè)工作迫在眉睫。做好臭氧污染監(jiān)測(cè)工作能夠?yàn)榇_保環(huán)境安全和人體健康做出有力保障。所以我們要充分認(rèn)識(shí)到臭氧污染監(jiān)測(cè)和研究的現(xiàn)狀，找出切實(shí)可行的解決方案來(lái)降低臭氧污染對(duì)于我們的危害。

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