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臭氧污染的背后有多復(fù)雜? 臭氧在這個(gè)夏天,成為繼PM2.5之后社會(huì)討論熱度最高的名詞,收獲了“在天成佛,在地成魔”這一形象的雙面比喻。平流層臭氧為地球罩上了一層保護(hù)傘,人們?yōu)槟蠘O臭氧層空洞的奔走呼吁言猶在耳,而對流層臭氧卻成為人類健康的“隱形殺手”,讓人避之唯恐不及。 那么,我們真的清楚臭氧污染和其背后的生成轉(zhuǎn)化機(jī)制嗎?我國的臭氧污染應(yīng)對目前處于什么水平?這些問題在北京地球村環(huán)境教育中心近日主辦的大氣治理研討會(huì)上引起了專家學(xué)者的熱烈討論,請看報(bào)道。 “7月上半月,全國大部分地區(qū)擴(kuò)散條件總體一般,空氣質(zhì)量以良至輕度污染為主,首要污染物以臭氧為主!贝笫顚⒅粒谥袊h(huán)境監(jiān)測總站的全國空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)會(huì)商中,臭氧毫無意外成為空氣污染的“主角”。 但在生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的重點(diǎn)區(qū)域2019-2020年秋冬季環(huán)境空氣質(zhì)量目標(biāo)完成情況中,有另一個(gè)值得注意的數(shù)據(jù):在本不應(yīng)是臭氧高發(fā)期的秋冬季,337個(gè)地級及以上城市臭氧濃度上升了2.8%。 機(jī)理研究:“越研究就越發(fā)現(xiàn)我們知道的只是冰山一角” “秋冬季同樣出現(xiàn)臭氧濃度高值是一個(gè)新問題,也是我們最近正在研究的重點(diǎn)!北本┐髮W(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院研究員陸克定深耕大氣自由基化學(xué)領(lǐng)域多年:“臭氧的生成機(jī)理簡單來說就是NOx和VOCs在氣溫上升、光照增強(qiáng)的條件下發(fā)生快速光化學(xué)反應(yīng)。美國鹽湖城地區(qū)的產(chǎn)油盆地臭氧濃度在冬季能高達(dá)幾百微克/立方米,這說明臭氧生成過程中,溫度控制的是其轉(zhuǎn)化速率,而不是決定條件,陽光照射產(chǎn)生的大氣自由基所提供的大氣氧化性才是臭氧生成的核心驅(qū)動(dòng)力! “中國氣象局?jǐn)?shù)據(jù)表明,2019年至2020年冬季,全國平均氣溫為-2.25攝氏度,山東、江蘇、安徽、浙江、廣東和上海6。ㄊ校└墙(jīng)歷了史上最暖冬季,這說明氣候變化、全球變暖也在一定程度上加劇了臭氧的生成!蹦茉椿饡(huì)環(huán)境管理項(xiàng)目主任劉欣說。 “臭氧污染機(jī)理的明晰是一個(gè)漸進(jìn)的過程,一開始我們知道NO對臭氧有滴定作用,弄清了人為源排放,隨后又逐漸認(rèn)識到植物源也能排放大量VOCs(能夠起到防衛(wèi)、傳粉、交流等作用,森林是排放主體)。而NO對臭氧的滴定作用導(dǎo)致過去有些安裝在臨街樓頂?shù)谋O(jiān)測點(diǎn)位出現(xiàn)臭氧濃度‘洼地’,形象來說,就是機(jī)動(dòng)車排放的NO將臭氧‘吃掉’了。” 這是否意味著機(jī)動(dòng)車排放的NOx對城市臭氧污染治理是件好事呢?“這么想就錯(cuò)了,大氣是自由流動(dòng)的,機(jī)動(dòng)車能夠同時(shí)排放VOCs和NOx兩種前體物,并且其排放的NOx不只是固定在點(diǎn)位附近,而是擴(kuò)散到近地面的各個(gè)角落。只要遇到VOCs,就能累積產(chǎn)生臭氧,某些臨街點(diǎn)位的臭氧濃度下降了,整體濃度卻在不斷反應(yīng)增加,所以城市機(jī)動(dòng)車減排十分有必要!标懣硕ㄕf:“這背后的二次反應(yīng)轉(zhuǎn)化紛繁復(fù)雜,越研究就越發(fā)現(xiàn)我們知道的只是冰山一角,目前秋冬季臭氧還有很多未知來源,大氣污染防治從來沒有像今天這樣需要更堅(jiān)實(shí)的科技支撐! 協(xié)同減排:大氣污染的復(fù)合型污染特征的必然要求 科學(xué)減少NOx和VOCs排放來實(shí)現(xiàn)臭氧和PM2.5污染協(xié)同治理是目前各領(lǐng)域的共識,最有代表性的例子就是疫情期間重污染天氣的形成。劉欣說:“社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)極低的背景使NOx排放大幅降低,削弱了其滴定作用,導(dǎo)致臭氧快速累積。高濃度臭氧又增強(qiáng)了大氣環(huán)境的氧化性,加劇大氣中的其他光化學(xué)反應(yīng),如SO2,NOx、NH3和VOCs轉(zhuǎn)化為硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽和二次有機(jī)氣溶膠等二次細(xì)顆粒物(PM2.5)等! 他進(jìn)一步解釋道,現(xiàn)在的大氣污染具有明顯的復(fù)合型特征,臭氧和二次PM2.5同根同源,一體兩面,根本原因是多種污染物的高強(qiáng)度排放。 對于單個(gè)企業(yè),其各種排放首先要確保達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求,其次要根據(jù)所在地環(huán)境空氣質(zhì)量水平,針對控制特征污染物的要求開展強(qiáng)化減排。如一個(gè)地區(qū)PM2.5超標(biāo),則企業(yè)一次顆粒物和各種可轉(zhuǎn)化為二次顆粒物的SO2、NOx、VOCs等都應(yīng)加大減排力度。如臭氧超標(biāo),則應(yīng)加大NOx、VOCs減排力度,并根據(jù)臭氧生成的敏感性分析(NOx控制區(qū)還是VOCs控制區(qū))進(jìn)一步加大某種污染物減排力度。 對一個(gè)地區(qū)來說,如NOx和VOCs減排力度與臭氧生成貢獻(xiàn)比例不一致,則有可能會(huì)促進(jìn)一些化學(xué)反應(yīng),造成NO2和顆粒物濃度改善但臭氧反彈的情況出現(xiàn)。 扎實(shí)應(yīng)對:“我對我國的臭氧治理前景很有信心” 臭氧污染在部分地區(qū)已經(jīng)從夏季攻堅(jiān)任務(wù)升級為全年攻堅(jiān)難題。中國工程院院士、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授賀克斌認(rèn)為,全世界面對3個(gè)共同的復(fù)合污染難題,即酸雨、PM2.5和臭氧,我們已經(jīng)基本解決了酸雨的問題,正在努力解決PM2.5的問題,并且取得了明顯進(jìn)展,臭氧的挑戰(zhàn)正在逐漸凸顯。 “‘十三五’時(shí)期針對NOx有總量減排要求,但VOCs沒有!洞髿馕廴痉乐涡袆(dòng)計(jì)劃》、藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)中均未提及臭氧污染協(xié)同控制的目標(biāo)、路徑和措施,因此,‘十四五’在大氣環(huán)境目標(biāo)的設(shè)定上要更強(qiáng)調(diào)這兩個(gè)方面。”賀克斌告訴記者。這也與生態(tài)環(huán)境部大氣司司長劉炳江明確的“在‘十四五’規(guī)劃中針對臭氧的兩項(xiàng)前體物設(shè)計(jì)減排目標(biāo)”方向相一致。 “還有一個(gè)值得注意的現(xiàn)象。 |