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臭氧(O?)已成為廣東首要污染物!專家表示:怎么治理,VOCs是關鍵!

更新時間:2019-07-18      瀏覽次數:4951

    前幾年,北方頻發的霧霾讓細顆粒物(PM2.5)進入大眾視野,并引發關注。隨著治理力度不斷加大,我省PM2.5濃度連年下降、達標,“廣東藍”日益成為常態。

相比之下,另一種鮮為人知的污染物臭氧(O?)卻日益成為影響優良天數比例(AQI達標率)的重要因素。從省生態環境廳公布的今年前五個月全省空氣質量狀況數據來看,臭氧作為全省首要污染物,占比達39.9%。

近地臭氧從哪里來?

       臭氧是一種具有強氧化性的氣體。大氣中90%以上的臭氧存在大氣層的上部或平流層,離地面有10—50千米,這些臭氧能夠吸收紫外輻射,避免人類受到紫外線的傷害。

而在近地面聚集高濃度的臭氧,將會降低大氣能見度,導致溫室效應,還可能對人體造成損害。

臭氧危害有哪些?

華南理工大學環境與能源學院院長葉代啟介紹,臭氧濃度較高時會刺激眼睛,讓視覺敏感度和視力降低。也會引發肺功能改變,甚至引起肺組織的損傷,特別是對于支氣管炎患者,暴露在臭氧中將受到明顯損害。

據了解,長期吸入臭氧可能造成組織缺氧,使甲狀腺功能受損,骨骼鈣化,破壞皮膚中的維生素E,讓皮膚長皺紋、黑斑等,加速人體衰老,嚴重暴露時甚至可能導致死亡。

因為臭氧產生的時間恰逢大多數植物生長季,臭氧濃度增高會對植物葉片造成傷害,導致農作物減產、森林生產力下降等。

臭氧積累到一定水平后,還可能形成光化學煙霧,美國洛杉磯光化學煙霧事件、英國倫敦煙霧事件均與此有關。

臭氧從哪來?

廣東省生態環境廳大氣環境管理處負責人介紹,近地面的臭氧主要是由大氣環境中的揮發性有機化合物(VOCs)和氮氧化物(NOx)在陽光照射下發生光化學反應生成的。

臭氧已成為全省首要污染物

近年來,全國整體臭氧濃度同比均有不同程度上升,其中珠三角、京津冀、長三角三大區域臭氧評價濃度均呈波動上升趨勢,目前珠三角臭氧污染水平優于京津冀、長三角。

從廣東省層面看,

全省和珠三角地區,

臭氧評價濃度仍處于低濃度可控水平,

但均呈現波動上升趨勢。

國控空氣監測網觀測數據顯示

2014年—2018年,全省、珠三角臭氧分別上升5.5%、5.1%,全省、珠三角平均每年上升2微克/立方米。其中,2018年廣東省臭氧大8小時均值第90百分位濃度為154微克/立方米,同比2017年上升0.7%;珠三角地區為164微克/立方米,超過我國臭氧日大8小時平均濃度限值二級標準160微克/立方米的要求。

“臭氧已經成為影響我省AQI達標率的重要因素,在2018年,臭氧作為全省首要污染物的比例達59.6%。”省生態環境廳負責人表示,部分城市臭氧濃度始終在高位運行,臭氧區域濃度均值尚未出現下降趨勢。

此前,省生態環境廳公布的2019年1月—5月全省空氣質量狀況數據顯示,全省PM2.5平均濃度繼續下降,為27微克/立方米,而臭氧作為全省首要污染物比例達39.9%,高于PM2.5的30.6%。

進入夏季,臭氧形成所需的光照晴好天氣條件將更為集中出現,葉代啟表示,光照充足且氣溫較高,臭氧污染可能會更加嚴重。

種類多、來源復雜,VOCs治理難

除了天氣條件,VOCs、NOx也是臭氧形成的*條件。廣東環境保護工程職業學院教授級高工鐘流舉曾打了一個形象的比方,就像治療痛風一樣,痛風表現為尿酸高,減少尿酸高則要少吃海鮮少喝啤酒。臭氧相當于痛風,尿酸高相當于光化學反應,海鮮啤酒才是治理的重點即“VOCs、NOx”。

在省環境監測中心副主任區宇波看來,和NOx比起來,“VOCs是臭氧治理工作的難點和關鍵。”他進一步解釋道,NOx主要來自機動車、發電廠、燃煤鍋爐等排放。經過治理,2011年起全國的NOx排放量已逐年下降。VOCs主要來自機動車、石化工業排放和有機溶劑揮發等。VOCs種類繁多,包含甲醛、苯、二甲苯、各種芳香烴等上百種有機物,來源復雜,研究難度大。

 

“對大氣VOCs的科學認識還遠不能滿足大氣環境質量改善的管理和決策需求。”區宇波認為,國家層面仍缺少對大氣VOCs污染狀況的研究,特別是缺乏系統的VOCs排放源清單和源成分譜庫、以及缺乏基于環境質量目標的VOCs總量控制技術方法。

“VOCs具有揮發性,從原料存放到生產,期間每一個工序都伴隨著排放,必須針對全過程的各個環節排放采取針對性的治理。”區宇波說,現在“排放—治理”一體化管理研究較為匱乏,企業和管理部門對具體的污染源控制和治理工作缺乏足夠經驗可供參考,成為控制VOCs排放的瓶頸問題。

此外,還存在監測能力不足、治理措施和標準不完善等問題。

 

區宇波指出,VOCs監測是基礎,雖已經有色譜法、質譜法、光譜法等多種在線測量技術,并已建立固定污染源廢氣VOCs在線監測系統,但在線監測方法在質量控制、質量管理體系標準規范上仍不完善。

區宇波介紹,實踐中對VOCs排放量及化學組分的動態監測,大部分地區仍以“手工采樣+離線分析”為主,監測頻次和監測結果的時效性明顯不足,無法及時反映氣體濃度變化情況。

區宇波表示,多項相關法規、政策和標準已經陸續推出,基本涵蓋了大部分重點行業和領域,推動了VOCs減排有法可依、有據可查。但由于此前的研究基礎薄弱、缺乏基礎數據,現有的VOCs排放標準仍不完善,還有一些重點行業的排放標準尚未立項,致使排放標準體系的建立進展遲緩,制約了VOCs治理工作的總體推進。

VOCs在線監測技術是未來趨勢

噴漆、晾干、打磨、上蠟,在佛山桂城紅木行業綠色服務中心,工人們正在集裝箱般的隔間內處理家具。“通過共享設備,將產生污染的工序集中起來管理。”南海區桂城街道環保辦主任陳德球介紹,廢氣經過水簾柜、活性炭過濾吸附箱等凈化后排出,每年削減大氣VOCs排放量約20噸。

 

在紅木行業綠色服務中心打磨房內,技術工人正在對完成噴漆工序后的紅木家具進行打磨。

據了解,廣東正加快對重點行業,如工業涂裝、印刷、制鞋、家具制造等的VOCs排放治理,積極探索生態環境市場化機制。在佛山,依托“一證式”管理,順德區推行VOCs交易試點。同時通過加大對移動源排放控制的力度,利用機動車排氣檢測監管平臺、遙感監測、黑煙車抓拍等技術手段加強在用車排放管理。7月1日起,廣東正式實施輕型汽車國六排放標準,與國五標準相比,氮氧化物(NOx)下降42%,總碳氫化合物(THC)和非甲烷碳氫化合物(NMHC)分別下降50%。

而在VOCs的監測技術方面,區宇波表示,相比于離線監測技術,在線監測技術時間分辨率高,避免了樣品的保存運輸等帶來的干擾,應該成為未來VOCs分析檢測發展的主要方向。

廣東省環境科學院負責人也提到,各地區臭氧形成機制的差異較大,特征不同,仍需深入研究、施策。臭氧污染具有流動性,城市的下風向地區夏秋季容易出現臭氧峰值。因此,需要有區域防控意識,對NOx和VOCs進行協同控制。

專家觀點

華南理工大學環境與能源學院院長——葉代啟:實行分區控制 制定針對性防治路線

廣東一直對大氣污染物的防治工作十分重視。經過多年的努力,珠三角地區的一次污染物已經得到了較為有效的控制。近年來,廣東陸續發布了《2017年珠江三角洲地區臭氧污染防治專項行動實施方案》等,針對臭氧污染提出防控要求,但總體來說,由于廣東屬于臭氧前體物大量排放、氣候條件有利于臭氧生成的地區,臭氧污染防治工作存在著不小的挑戰。

在臭氧污染治理方面,因臭氧是經光化學反應生成的二次污染物,反應機理復雜,控制難度大。近年來,我國各地紛紛啟動了其前體物VOCs排放的控制,但尚未建立行之有效的防治政策和管理制度。

葉代啟建議,針對臭氧污染,應開展系統的科學研究,解決臭氧生成化學機制、污染的跨區域傳輸等科學問題,為政策的制定提供方向性指導。完善相關的法律法規,細化對臭氧前體物的行業管控。制定科學合理的VOCs和NOx協同控制方案,實行臭氧與PM2.5的協同防治。借鑒美國經驗,對我國臭氧污染實行分區控制,建立我國臭氧控制分區方法,進行臭氧控制區的劃分,并綜合考慮不同區域的特點,提出針對不同區域、不同前體物的臭氧防治路線。

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