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   期刊文献 → 专业词条(Professional)臭氧污染

臭氧污染

来源:华创风云 发布日期:2020-07-06 15:42:31

摘要
什么是臭氧?新华社介绍,臭氧是一种蓝色、有刺激性的气体,跟大家熟知的氧气是“亲兄弟”。《科技日报》补充道,除少量由平流层传输外,地面臭氧大部分由人为排放的氮氧化物和挥发性有机物在高温、日照充足、空气干燥条件下转化形成。臭氧通常存在于距离地面30公里左右的高层大气中,它能有效阻挡紫外线,保护人类健康。 所谓的臭氧污染永远和光化学烟雾分不开,日常所说的臭氧污染其实就是指的光化学烟雾。

现状

近地面臭氧是一种有害气体,甚至会成为“健康杀手”。《健康报》介绍,在近地面,臭氧会危害人体健康,对眼睛有强烈的局部刺激作用,使视觉敏感度和视力降低;可强烈刺激鼻、咽、喉、气管等呼吸器官,造成肺功能改变,引起哮喘加重,导致上呼吸道疾病恶化。 此外,臭氧还会破坏生态系统,中国气象科学研究院大气成分研究所副所长徐晓斌在接受中国经济网采访时表示:“臭氧是一种强氧化剂,其在植物表面,通过气孔扩散入理,会导致植物叶片枯黄,影响光合作用,不仅表观上造成影响,如果是农作物还会影响产量和品质。”如果一个区域经常出现高浓度的臭氧,在臭氧这种强氧化剂的作用下,有一些材料会提前老化、报废,带来经济损失。 那么,为什么夏季会成为臭氧污染的高发期呢?氮氧化物主要来自机动车、发电厂、燃煤锅炉和水泥炉窑等排放;挥发性有机物来自机动车、石化工业排放和有机溶剂的挥发等。北京市环境科学院大气污染防治研究所副所长黄玉虎说,挥发性有机物可与氮氧化物,在紫外光照射的条件下,发生一系列光化学链式反应,提高大气的氧化性,引起地表臭氧浓度的增加,又加速二次细颗粒物的生成。这也是夏天更容易臭氧超标的原因。

针对臭氧污染,我们怎样预防呢?

1.绿色出行是关键,大家尽量选择绿色低碳的出行方式,少开一天车便减少了一天的污染排放;

2.天气越来越炎热,大家在使用空调时,能在国家提倡的26℃基础上再提高1℃,减少一定的污染排放;

3.参与到对企业偷排漏排行为及汽车尾气异常排放等情况的监督中。

新华社补充道,公众尤其是儿童、老人等体弱和敏感人群,在午后两三点臭氧污染严重的时候尽量避免户外活动。 值得注意的是,臭氧并非一无是处,据新华社报道,太阳辐射的紫外线对生物有很强的杀伤力,而距地球表面25至50公里处有一层臭氧层。尽管臭氧层在地球表面并不太厚,但它却能大量吸收太阳辐射出的紫外线,使地球上的生物免遭紫外线的伤害。因此,臭氧层也被誉为是地球的“保护伞”

FR500负氧离子监测仪

臭氧污染来源



臭氧的来源分为自然源和人为源 。自然源的臭氧主要指平流层的下传。1962年,Junge研究认为,在波长小于240nm 紫外线的辐射条件下,平流层中的臭氧会分解,产生的氧原子与氧分子结合产生臭氧,平流层臭氧向下传输到对流层,成为对流层中臭氧的源。

人为源的臭氧主要是由人为排放的NOx、VOCs等污染物的光化学反应生成。在晴天、紫外线辐射强的条件下,NO2等发生光解生成一氧化氮和氧原子,氧原子与氧反应生成臭氧。臭氧是强氧化剂,在洁净大气中,臭氧与一氧化氮反应生成为NO2,而臭氧分解为氧气,上述反应的存在使臭氧在大气中达到一种平衡状态,不会造成臭氧累积。当空气中存在大量VOCs等污染物时,VOCs等产生的自由基与一氧化氮反应生成二氧化氮,此反应与臭氧和一氧化氮的反应形成竞争,不断取代消耗二氧化氮光解产生的NO,HO2、RO2、H、OH引起了NO向NO2转化,使上述动态平衡遭到破坏,导致臭氧逐渐累积,达到污染难度级别 [14] 。NOx、VOCs、CO等臭氧前体物都是一次污染物,主要来源于交通工具的尾气排放、石油化工和火力发电等工业污染源排放及饮食、印刷、房地产等行业的污染源排放等。秸秆等生物质的大量燃烧,也会产生大量的VOCs和NOx等臭氧前体物。

“十二五”末,我国建成国家环境空气质量监测网。国家环境空气质量监测网由城市站、区域站和背景站组,监测内容包括SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3和CO等6项监测指标的实时小时浓度值、日均浓度值等,可以实时掌握监测点的臭氧指标数据,摸清重点区域污染特征,提高空气质量预报预警能力。2013年7月30日发布的《环境空气气态污染物连续自动监测系统技术要求及检测方法》(HJ 654-2013),规定了环境空气气态污染物连续自动监测系统的组成、技术要求、性能指标和检测方法。之后又陆续发布《环境空气自动监测标准传递管理规定(试行)》(环办监测函〔2017〕242号)和《国家环境空气质量监测网城市站运行管理实施细则》(环办监测函〔2017〕290号)。2017年10月17日,环境保护部又发布《环境空气臭氧一级校准作业指导书(试行)》《环境空气臭氧标准参考光度计间接比对作业指导书(试行)》《环境空气臭氧传递标准间逐级校准作业指导书(试行)》《环境空气臭氧自动监测现场比对核查作业指导书(试行)》4项涉及臭氧监测的作业指导书,完善了全国臭氧监测质量管控体系,并将对臭氧进行统一标准定期监督检查。

2018年2月22日,为贯彻落实《2018年重点地区环境空气挥发性有机物监测方案》,生态环境部发布了《环境空气臭氧前体有机物手工监测技术要求(试行)》(环办监测函〔2018〕240号),进一步规范环境空气臭氧前体有机物手工监测工作。

臭氧的预报



早在20世纪70年代,欧洲就建立了中期天气预报平台(ECMWF)。1979年,欧洲第一次成功发布了中期数值预报。在20世纪末,中国科学院大气物理所建立了“城市空气质量数值预报模拟系统”,并对天津、沈阳等市空气污染物进行了数值预报。2007年12月16日,上海气象台发布每日臭氧预报。当时,为评估大气环境对生态和人类健康的影响,欧美国家都已经开展了类似预报,其中臭氧预报是天气预报的主要产品之一。

随着臭氧污染程度的加重以及人们对臭氧危害认识的加深,对臭氧的准确预报显得尤为重要。上海、广东等省市已连续多年开展臭氧预报。2018年1月16日,中国气象局负责人表示,2018年将开展全国臭氧气象预报,为生态环境部门提供支撑。


控制对策



我国对于臭氧污染的控制防治尚处于起步阶段。臭氧污染与雾霾不同,其产生机制复杂,治理难度很大。在公众层面,不仅要注意个人健康防护,而且应积极参与到臭氧防治工作。臭氧污染时,戴口罩基本阻挡不了臭氧的吸入。因此,在臭氧污染严重时,儿童和老人等敏感人群应尽量避免在午后日照强烈时外出,远离马路边、装修污染严重的地方。在国家层面,目前主要要建立臭氧和PM2.5协同控制机制,制定行之有效的臭氧污染防治对策。

挥发性有机化合污染物和氮氧化物是臭氧形成的重要前体物,控制臭氧污染,就要协同控制好挥发性有机化合物和氮氧化物的排放。如:使用天然气、太阳能、风能、生物质能等清洁能源,整治各类散乱污企业,限制煤炭等的消费总量;优化发展方式,改进工艺设计,在火电、钢铁、水泥建材、焦化、有色、石油炼制、化工、农药医药、包装印刷等重点行业实施清洁生产,减少污染物排放;控制城市机动车数量,进一步严格尾气排放标准,鼓励购买和使用清洁能源汽车,减少机动车尾气排放量。按《大气污染防治行动计划》,通过采取综合防治措施,坚持政府调控与市场调节相结合、全面推进与重点突破相配合、区域协作与属地管理相协调、总量减排与质量改善相同步,形成政府统领、企业施治、市场驱动、公众参与的大气污染防治新机制。

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