隨著大氣污染治理力度不斷加大,廣東省PM2.5濃度連年下降、達標,相比之下,另一種鮮為人知的污染物臭氧卻日益成為影響優(yōu)良天數(shù)比例(AQI達標率)的重要因素。從省生態(tài)環(huán)境廳公布的今年前五個月全省空氣質(zhì)量狀況數(shù)據(jù)來看,臭氧作為全省首要污染物,占比達39.9%。VOCs、NOx是形成臭氧的必備條件,對其的研究和治理已經(jīng)刻不容緩。
臭氧(O?)已經(jīng)超過PM2.5成為廣東省首要污染物
近地臭氧從哪里來?
臭氧(O?)并不是從污染源直接排放的,而是由氧氣、氮氧化物(NOx)及揮發(fā)性有機化合物(VOCs)在陽光作用下發(fā)生光化學反應形成,是光化學煙霧的主要成分。
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。據(jù)了解,因為臭氧產(chǎn)生的時間恰逢大多數(shù)植物生長季,臭氧濃度增高還會對植物葉片造成傷害,導致農(nóng)作物減產(chǎn)、森林生產(chǎn)力下降等。
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。從廣東省層面看,全省和珠三角地區(qū),臭氧評價濃度仍處于低濃度可控水平,但均呈現(xiàn)波動上升趨勢。 “臭氧已經(jīng)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(tài)環(huán)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(qū)域濃度均值尚未出現(xiàn)下降趨勢。
此前,省生態(tài)環(huán)境廳公布的2019年1月—5月全省空氣質(zhì)量狀況數(shù)據(jù)顯示,全省PM2.5平均濃度繼續(xù)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%。
而進入夏季,臭氧形成所需的光照晴好天氣條件將更為集中出現(xiàn),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也是臭氧形成的必備條件。廣東環(huán)境保護工程職業(yè)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(xiàn)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(huán)境監(jiān)測中心副主任區(qū)宇波看來,和NOx比起來,“VOCs是臭氧治理工作的難點和關(guān)鍵。”他進一步解釋道,VOCs主要來自機動車、石化工業(yè)排放和有機溶劑揮發(fā)等,種類繁多,包含上百種有機物,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(huán)境質(zhì)量改善的管理和決策需求。”區(qū)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(tǒng)的VOCs排放源清單和源成分譜庫、以及缺乏基于環(huán)境質(zhì)量目標的VOCs總量控制技術(shù)方法。
“VOCs具有揮發(fā)性,從原料存放到生產(chǎn),期間每一個工序都伴隨著排放,必須針對全過程的各個環(huán)節(jié)排放采取針對性的治理。”區(qū)宇波說,現(xiàn)在“排放—治理”一體化管理研究較為匱乏,企業(yè)和管理部門對具體的污染源控制和治理工作缺乏足夠經(jīng)驗可供參考,成為控制VOCs排放的瓶頸問題。區(qū)宇波表示,多項相關(guān)法規(guī)、政策和標準已經(jīng)陸續(xù)推出,基本涵蓋了大部分重點行業(yè)和領(lǐng)域,推動了VOCs減排有法可依、有據(jù)可查。但由于此前的研究基礎(chǔ)薄弱、缺乏基礎(chǔ)數(shù)據(jù),現(xiàn)有的VOCs排放標準仍不完善,還有一些重點行業(yè)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。
廣東省環(huán)境科學院負責人也提到,各地區(qū)臭氧形成機制的差異較大,特征不同,仍需深入研究、精準施策。臭氧的前體物(NOx 與 VOCs)主要來自城市污染源,由于這些前體物自排放后至臭氧形成及升至峰值,一般需要數(shù)小時,這期間臭氧及其前體物會隨風輸送到其源頭的下風向地方,城市的下風向地區(qū)容易出現(xiàn)臭氧峰值,因此,需要有區(qū)域防控意識,對NOx和VOCs進行協(xié)同控制。
VOCs在線監(jiān)測技術(shù)是未來趨勢
據(jù)了解,廣東正加快對重點行業(yè),如工業(yè)涂裝、印刷、制鞋、家具制造等的VOCs排放治理,積極探索生態(tài)環(huán)境市場化機制。在佛山,依托“一證式”管理,順德區(qū)率先推行了VOCs交易試點。
針對VOCs治理,目前仍存在監(jiān)測能力不足、治理措施和標準不完善等問題。區(qū)宇波指出,VOCs監(jiān)測是基礎(chǔ),雖已經(jīng)有色譜法、質(zhì)譜法、光譜法等多種在線測量技術(shù),并已建立固定污染源廢氣VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng),但在線監(jiān)測方法在質(zhì)量控制、質(zhì)量管理體系標準規(guī)范上仍不完善。
區(qū)宇波介紹,實踐中對VOCs排放量及化學組分的動態(tài)監(jiān)測,大部分地區(qū)仍以“手工采樣+離線分析”為主,監(jiān)測頻次和監(jiān)測結(jié)果的時效性明顯不足,無法及時反映氣體濃度變化情況。而相比于離線監(jiān)測技術(shù),在線監(jiān)測技術(shù)時間分辨率高,避免了樣品的保存運輸?shù)葞淼母蓴_,應該成為未來VOCs分析檢測發(fā)展的主要方向。
實行分區(qū)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(jīng)過多年的努力,珠三角地區(qū)的一次污染物已經(jīng)得到了較為有效的控制。近年來,廣東陸續(xù)發(fā)布了《2017年珠江三角洲地區(qū)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(qū),臭氧污染防治工作存在著不小的挑戰(zhàn)。
在臭氧污染治理方面,因臭氧是經(jīng)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。
針對臭氧污染,應開展系統(tǒng)的科學研究,解決臭氧生成化學機制、污染的跨區(qū)域傳輸?shù)瓤茖W問題,為政策的制定提供方向性指導。完善相關(guān)的法律法規(guī),細化對臭氧前體物的行業(yè)管控。制定科學合理的VOCs和NOx協(xié)同控制方案,實行臭氧與PM2.5的協(xié)同防治。借鑒美國經(jīng)驗,對我國臭氧污染實行分區(qū)控制,建立我國臭氧控制分區(qū)方法,進行臭氧控制區(qū)的劃分,并綜合考慮不同區(qū)域的特點,提出針對不同區(qū)域、不同前體物的臭氧防治路線。