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警惕蓝天下的隐形污染夏季的主角“臭氧”

来源:www.kloudiia.com发表时间:2016-07-14

核心提示:随着气温的不断攀升,人们发现一桩怪事:明明是蓝天白云的好天儿,可手机APP里却常常提示有污染。这也在警惕“好天气”下有臭氧污染,气象专家建议人们要尽量减少外出。但蓝天白云下,怎么会有污染呢?本文就对臭氧产生的污染进行分析。
一提到大气污染,人们最快能想到的应该是PM2.5。因为它是雾霾的直接诱因,人们摸得着看得见,但臭氧污染发生时的蓝天白云却给人“空气很清新”的错觉。臭氧比PM2.5带来的危害更大更可怕。据报道,近几年以臭氧为首要污染物的天数最多,甚至超过了以PM2.5为首要污染物的天数。臭氧已渐渐成为最常见的首要污染物。
一、臭氧污染事件分析
进入5月下旬,随着气温的不断攀升,北京市民发现一桩怪事:明明是蓝天白云的好天儿,可手机APP里却常常提示有污染。

仔细看监测数据,原来“隐形杀手”臭氧已经悄悄取代PM2.5成为北京首要大气污染物。据了解,北京市从2013年开始监测臭氧污染物以来,发现臭氧超标天数占总超标天数比例有增加的趋势。而环境保护部日前发布的《2015中国环境状况公报》则显示,我国的环境空气质量整体有所改善,但是主要污染物的比例发生了一些变化,臭氧污染逐步凸显出来,在有些地区甚至取代PM2.5,成为首要污染物。
二、夏季下午臭氧浓度最高
臭氧是氧气的同素异形体,熔点为-192℃、沸点-111℃,在常温常压下,它是一种有特殊臭味的淡蓝色气体,稳定性较差,可自行分解为氧气。大气中约有90%的臭氧存在于距地球表面15公里~50公里之间的区域,也就是平流层的臭氧层中,其中离地面20公里~30公里处臭氧浓度最高之区域。

臭氧可吸收对人体有害的短波紫外线,防止其到达地球。在大气层中,紫外线照射下,氧分子因高能量的辐射而分解为氧原子,而氧原子与另一氧分子结合,即生成臭氧。臭氧又会与氧原子、氯或其他游离性物质反应而分解消失,由于这种反复不断的生成和消失,使大气层中臭氧含量维持在一定的均衡状态。臭氧层可吸收太阳光中大部分紫外线,屏蔽地球表面生物不受紫外线侵害之功能。
室内臭氧的主要来源:一是室外光化学反应产物进入室内,二是室内臭氧消毒产品、部分负离子发生器、部分高压静电式颗粒物净化设备、紫外灯和某些办公用具(如复印机)等也可产生臭氧。
室外大气中氮氧化物,挥发性有机污染物(VOCs)在强烈的太阳光照射下发生系列光化学反应产生臭氧,因此浓度最高的时候一般集中在夏季5月~9月的下午两三点。
三、臭氧污染标准值
由于臭氧的危害日益明显,国际上对于臭氧的安全标准越来越严格。欧盟规定的臭氧“日最大8小时平均值”,已于2010年下降到了60nmol/mol(约等于120微克/立方米),而且一年中平均值超过这个标准的天数不能多于25天。我国2012年新修改的《环境空气质量标准》也增加了关于臭氧的控制标准:日最大8小时平均值为一级100微克/立方米,二级160微克/立方米。
不过,给全部人笼统地指定一个安全值是不可能的。“个人体质、运动频率、待在室外时长,空气中的其他污染物都会影响臭氧的危害程度,这正是让研究部门头疼的地方。”加州大学公共健康学院的杰瑞·马丁教授解释,“越来越多研究证明,即使臭氧浓度比较低,如果人体长时间暴露(6-8小时)的话,产生的危害同样严重。而且,臭氧还会跟其他污染物联合作业,比如,臭氧会加强PM(可吸入颗粒物)对人体的危害,而PM也会加强臭氧的危害性。” 
“与其说臭氧污染,不如称之光化学污染。汽车、工厂等污染源排入大气的挥发性有机污染物(VOCs)和氮氧化物(NOx)等一次污染物,在强烈的阳光紫外线照射下,吸收太阳光的能量,使原有的化学链遭到破坏,发生光化学反应,生成臭氧、过氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物。参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物称之为光化学烟雾。臭氧是光化学烟雾的主要成分。人们在监测这些污染物时,臭氧浓度也是最主要的指标。”中国气象局在自己的博客如此介绍。
四、城市臭氧污染程度
74城市臭氧浓度逐年上升自2013年我国执行新《环境空气质量标准》以来,臭氧污染问题越来越多地进入公众视野。
环境保护部部长陈吉宁在向全国人大常委会作《国务院关于2015年度环境状况和环境保护目标完成情况的报告》时指出,2015年,颗粒物为主要污染因子,臭氧污染问题日益增多。臭氧为首要污染物的占总超标天数的16.9%。全国74个新标准第一阶段监测实施城市的年际比较情况显示,臭氧浓度呈现出逐年上升趋势,但是达标城市比例却呈现逐年下降趋势。臭氧具有季节性高发的特点,主要集中在夏季。对比北京市2013年~2015年的环境状况公报可以看出,北京市臭氧污染呈逐年上升趋势。而且超标集中时间也有所变化,2013年为5月~9月,2014年为4月~9月,2015年则为4月~10月。这也是为什么进入5月以来,明明朋友圈里晒蓝天白云的日子多了起来,但是监测数据却与公众的感受有所差别。欺骗我们眼睛的,正是臭氧。
五、臭氧污染治理难度大
臭氧污染是一个国际性话题。美国洛杉矶经过几十年治理,情况大有好转,但每年仍有几天臭氧超标。与美国单一的臭氧污染不同,我国是臭氧与PM2.5交织,相互作用,再加上刚刚起步,因而治理难度更大。
同时,对臭氧的监测也不是件容易事。太原市环境监测中心站站长温彦平说,挥发性有机化合物是臭氧的重要前体物之一。但现在刚启动监测工作,对其来源、排放量等尚处于研究分析和调查研究阶段,对其控制也处于国家无标准、技术不成熟、企业靠自觉的状况。
此外,臭氧监测不像二氧化硫那样有标准气体,可以方便地检验监测设备的误差,只能拿着设备跑到上海等城市“用设备来检测设备”,以至于影响对臭氧的监测。
臭氧污染综合治理措施尚需进一步研究探索。王跃思说,臭氧的形成机理是非线性过程。治理臭氧需先治理前体物,即挥发性有机化合物和氮氧化合物等能够促发臭氧生成的物质,但只有按比例降低时才会有效地减少大气臭氧浓度,而目前这个比例还不好拿捏。如果单纯降低一种,有可能臭氧浓度反而增加。
国务院2013年出台的《大气污染防治行动计划》明确提出,要“加强灰霾、臭氧的形成机理、来源解析、迁移规律和监测预警等研究,为污染治理提供科学支撑”。业内专家认为,对臭氧污染这一环保新课题,各级政府必须高度重视,应在加强基础性研究和顶层设计的基础上,采取综合治理措施。
环境保护部相关部门负责人也曾表示,我国对于臭氧污染控制尚处于起步阶段,如何科学制定VOCs和氮氧化物减排比例,有效实现臭氧浓度降低,是当前臭氧污染治理的难点之一。另一方面,VOCs的来源也比较复杂,不仅有人为排放的,自然中也存在着不可控的VOCs。减少前体物排放,主要指的是人为排放部分。但是,有关人员表明,目前VOCs控制还存在源底数不清、标准缺失等问题。这也为臭氧控制带来了一定困难。今年开始实施的新《大气污染防治法》首次将VOCs纳入监管,“十三五”期间,VOCs也被纳入总量减排指标。专家建议,要加强对臭氧形成机理的研究,做到对症下药,制定适用于当地的规划和措施,科学指导公众参与治理。
六、公众参与治理,科学防臭氧

室外出行。戴活性炭口罩有一定防护作用夏季午后尽量待在室内,远离污染源,以减少室外臭氧暴露,可以做一些安全防护。尽管活性炭口罩对大部分空气污染物防护效果不佳,但对臭氧污染有一定防护作用。

室内活动。有条件就使用带有活性炭或其他去除臭氧层的有效净化臭氧的空气净化器。这里要注意:
1.有些空气净化器本身会产生臭氧。
2.人对含很低浓度臭氧的空气会产生清新的错觉。
3.利用臭氧净化室内一般空气污染的效果不佳,但由于臭氧对嗅觉的钝化作用,感觉其他污染物味道减少了。
4.还有一些消毒产品、复印机、打印机也会产生一定浓度的臭氧,要注意规避。

  

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