核心提示:隨著氣溫的不斷攀升,人們發現一樁怪事:明明是藍天白云的好天兒,可手機APP里卻常常提示有污染。這也在警惕“好天氣”下有臭氧污染,氣象專家建議人們要盡量減少外出。但藍天白云下,怎么會有污染呢?本文就對臭氧產生的污染進行分析。
一提到大氣污染,人們最快能想到的應該是PM2.5。因為它是霧霾的直接誘因,人們摸得著看得見,但臭氧污染發生時的藍天白云卻給人“空氣很清新”的錯覺。臭氧比PM2.5帶來的危害更大更可怕。據報道,近幾年以臭氧為首要污染物的天數最多,甚至超過了以PM2.5為首要污染物的天數。臭氧已漸漸成為最常見的首要污染物。
一、臭氧污染事件分析
進入5月下旬,隨著氣溫的不斷攀升,北京市民發現一樁怪事:明明是藍天白云的好天兒,可手機APP里卻常常提示有污染。
仔細看監測數據,原來“隱形殺手”臭氧已經悄悄取代PM2.5成為北京首要大氣污染物。據了解,北京市從2013年開始監測臭氧污染物以來,發現臭氧超標天數占總超標天數比例有增加的趨勢。而環境保護部日前發布的《2015中國環境狀況公報》則顯示,我國的環境空氣質量整體有所改善,但是主要污染物的比例發生了一些變化,臭氧污染逐步凸顯出來,在有些地區甚至取代PM2.5,成為首要污染物。
二、夏季下午臭氧濃度最高
臭氧是氧氣的同素異形體,熔點為-192℃、沸點-111℃,在常溫常壓下,它是一種有特殊臭味的淡藍色氣體,穩定性較差,可自行分解為氧氣。大氣中約有90%的臭氧存在于距地球表面15公里~50公里之間的區域,也就是平流層的臭氧層中,其中離地面20公里~30公里處臭氧濃度最高之區域。
臭氧可吸收對人體有害的短波紫外線,防止其到達地球。在大氣層中,紫外線照射下,氧分子因高能量的輻射而分解為氧原子,而氧原子與另一氧分子結合,即生成臭氧。臭氧又會與氧原子、氯或其他游離性物質反應而分解消失,由于這種反復不斷的生成和消失,使大氣層中臭氧含量維持在一定的均衡狀態。臭氧層可吸收太陽光中大部分紫外線,屏蔽地球表面生物不受紫外線侵害之功能。
室內臭氧的主要來源:一是室外光化學反應產物進入室內,二是室內臭氧消毒產品、部分負離子發生器、部分高壓靜電式顆粒物凈化設備、紫外燈和某些辦公用具(如復印機)等也可產生臭氧。
室外大氣中氮氧化物,揮發性有機污染物(VOCs)在強烈的太陽光照射下發生系列光化學反應產生臭氧,因此濃度最高的時候一般集中在夏季5月~9月的下午兩三點。
三、臭氧污染標準值
由于臭氧的危害日益明顯,國際上對于臭氧的安全標準越來越嚴格。歐盟規定的臭氧“日******8小時平均值”,已于2010年下降到了60nmol/mol(約等于120微克/立方米),而且一年中平均值超過這個標準的天數不能多于25天。我國2012年新修改的《環境空氣質量標準》也增加了關于臭氧的控制標準:日******8小時平均值為一級100微克/立方米,二級160微克/立方米。
不過,給全部人籠統地指定一個安全值是不可能的。“個人體質、運動頻率、待在室外時長,空氣中的其他污染物都會影響臭氧的危害程度,這正是讓研究部門頭疼的地方。”加州大學公共健康學院的杰瑞·馬丁教授解釋,“越來越多研究證明,即使臭氧濃度比較低,如果人體長時間暴露(6-8小時)的話,產生的危害同樣嚴重。而且,臭氧還會跟其他污染物聯合作業,比如,臭氧會加強PM(可吸入顆粒物)對人體的危害,而PM也會加強臭氧的危害性。”
“與其說臭氧污染,不如稱之光化學污染。汽車、工廠等污染源排入大氣的揮發性有機污染物(VOCs)和氮氧化物(NOx)等一次污染物,在強烈的陽光紫外線照射下,吸收太陽光的能量,使原有的化學鏈遭到破壞,發生光化學反應,生成臭氧、過氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物。參與光化學反應過程的一次污染物和二次污染物的混合物稱之為光化學煙霧。臭氧是光化學煙霧的主要成分。人們在監測這些污染物時,臭氧濃度也是最主要的指標。”中國氣象局在自己的博客如此介紹。
四、城市臭氧污染程度
74城市臭氧濃度逐年上升自2013年我國執行新《環境空氣質量標準》以來,臭氧污染問題越來越多地進入公眾視野。
環境保護部部長陳吉寧在向全國人大常委會作《國務院關于2015年度環境狀況和環境保護目標完成情況的報告》時指出,2015年,顆粒物為主要污染因子,臭氧污染問題日益增多。臭氧為首要污染物的占總超標天數的16.9%。全國74個新標準第一階段監測實施城市的年際比較情況顯示,臭氧濃度呈現出逐年上升趨勢,但是達標城市比例卻呈現逐年下降趨勢。臭氧具有季節性高發的特點,主要集中在夏季。對比北京市2013年~2015年的環境狀況公報可以看出,北京市臭氧污染呈逐年上升趨勢。而且超標集中時間也有所變化,2013年為5月~9月,2014年為4月~9月,2015年則為4月~10月。這也是為什么進入5月以來,明明朋友圈里曬藍天白云的日子多了起來,但是監測數據卻與公眾的感受有所差別。欺騙我們眼睛的,正是臭氧。
五、臭氧污染治理難度大
臭氧污染是一個國際性話題。美國洛杉磯經過幾十年治理,情況大有好轉,但每年仍有幾天臭氧超標。與美國單一的臭氧污染不同,我國是臭氧與PM2.5交織,相互作用,再加上剛剛起步,因而治理難度更大。
同時,對臭氧的監測也不是件容易事。太原市環境監測中心站站長溫彥平說,揮發性有機化合物是臭氧的重要前體物之一。但現在剛啟動監測工作,對其來源、排放量等尚處于研究分析和調查研究階段,對其控制也處于國家無標準、技術不成熟、企業靠自覺的狀況。
此外,臭氧監測不像二氧化硫那樣有標準氣體,可以方便地檢驗監測設備的誤差,只能拿著設備跑到上海等城市“用設備來檢測設備”,以至于影響對臭氧的監測。
臭氧污染綜合治理措施尚需進一步研究探索。王躍思說,臭氧的形成機理是非線性過程。治理臭氧需先治理前體物,即揮發性有機化合物和氮氧化合物等能夠促發臭氧生成的物質,但只有按比例降低時才會有效地減少大氣臭氧濃度,而目前這個比例還不好拿捏。如果單純降低一種,有可能臭氧濃度反而增加。
國務院2013年出臺的《大氣污染防治行動計劃》明確提出,要“加強灰霾、臭氧的形成機理、來源解析、遷移規律和監測預警等研究,為污染治理提供科學支撐”。業內專家認為,對臭氧污染這一環保新課題,各級政府必須高度重視,應在加強基礎性研究和頂層設計的基礎上,采取綜合治理措施。
環境保護部相關部門負責人也曾表示,我國對于臭氧污染控制尚處于起步階段,如何科學制定VOCs和氮氧化物減排比例,有效實現臭氧濃度降低,是當前臭氧污染治理的難點之一。另一方面,VOCs的來源也比較復雜,不僅有人為排放的,自然中也存在著不可控的VOCs。減少前體物排放,主要指的是人為排放部分。但是,有關人員表明,目前VOCs控制還存在源底數不清、標準缺失等問題。這也為臭氧控制帶來了一定困難。今年開始實施的新《大氣污染防治法》首次將VOCs納入監管,“十三五”期間,VOCs也被納入總量減排指標。專家建議,要加強對臭氧形成機理的研究,做到對癥下藥,制定適用于當地的規劃和措施,科學指導公眾參與治理。
六、公眾參與治理,科學防臭氧
室外出行。戴活性炭口罩有一定防護作用夏季午后盡量待在室內,遠離污染源,以減少室外臭氧暴露,可以做一些安全防護。盡管活性炭口罩對大部分空氣污染物防護效果不佳,但對臭氧污染有一定防護作用。
室內活動。有條件就使用帶有活性炭或其他去除臭氧層的有效凈化臭氧的空氣凈化器。這里要注意:
1.有些空氣凈化器本身會產生臭氧。
2.人對含很低濃度臭氧的空氣會產生清新的錯覺。
3.利用臭氧凈化室內一般空氣污染的效果不佳,但由于臭氧對嗅覺的鈍化作用,感覺其他污染物味道減少了。
4.還有一些消毒產品、復印機、打印機也會產生一定濃度的臭氧,要注意規避。
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