長三角臭氧治理需對癥
通過對比圖可以看出,臭氧與氮氧化物和VOCs是非線性關(guān)系。當(dāng)?shù)趸锖蚔OCs濃度下降時,生成臭氧的濃度并非一定下降,也有可能升高。
●對于城市化地區(qū),臭氧對VOCs排放較為敏感;而對于石化有機(jī)化工聚集地區(qū)或植被豐富的地區(qū),高濃度臭氧主要受控于NOx。
●臭氧與NOx和VOCs是非線性關(guān)系,當(dāng)NOx和VOCs濃度下降時,生成臭氧的濃度并非一定下降,也有可能升高。
◆本報記者張杰
“從4月開始,隨著氣溫的增高,長三角和京津冀區(qū)域O3濃度快速上升,呈現(xiàn)京津冀高于長三角、長三角高于珠三角的特點(diǎn)。”相關(guān)研究人員向記者表示,其中,長三角污染源排放清單家底不清,特別是O3生成的前體物之一VOCs排放清單工作基礎(chǔ)薄弱。
對此,業(yè)界專業(yè)人士建議,在長三角區(qū)域各地建立并開展VOCs(揮發(fā)性有機(jī)物)監(jiān)測,分析各地不同時間前體物VOCs和NOx(氮氧化物)對于O3(臭氧)生成的控制機(jī)制,在治理PM2.5同時協(xié)同治理O3污染。
圍繞臭氧污染誘因和臭氧污染治理方法等問題,記者赴上海進(jìn)行調(diào)研。
臭氧超標(biāo)逐年上升
臭氧超標(biāo)集中出現(xiàn)在5月~8月,與京津冀和珠三角相比,長三角臭氧污染屬中等水平
“據(jù)統(tǒng)計(jì),去年長三角區(qū)域25個城市PM2.5、PM10、SO2和NO2濃度同比下降,O3卻同比上升。”上海市環(huán)境監(jiān)測中心(長三角區(qū)域空氣質(zhì)量預(yù)測預(yù)報中心)副主任伏晴艷近日告訴記者,長三角O3超標(biāo)集中出現(xiàn)在5月~8月,2013年、2014年和2015年,1月~8月期間O3平均超標(biāo)率分別為13.2%、20.2%和20.1%,呈逐年上升趨勢。
上海市環(huán)境監(jiān)測中心大氣環(huán)境監(jiān)測室副主任王茜解釋,以每年1月1日~8月31日數(shù)據(jù)初步統(tǒng)計(jì),2013年、2014年和2015年O3年均濃度分別為93.4μg/m3、98.4μg/m3和101.9μg/m3。
“從季節(jié)變化來看,長三角O3超標(biāo)集中出現(xiàn)在春末和夏季的5月~8月”。據(jù)上海市環(huán)境監(jiān)測中心大氣環(huán)境監(jiān)測室主任段玉森介紹,2015年4月份,除江蘇宿遷外,其他24個城市均已出現(xiàn)超標(biāo),4月平均超標(biāo)率為15.3%,顯著高于2013年的5.5%和2014年的5.1%。同時,O3集中出現(xiàn)超標(biāo)時間從5月~6月提前至4月。
以上海為例,環(huán)境空氣中O3日變化圖呈明顯的單峰狀,O3濃度在下午14時~15時達(dá)到最高,上海環(huán)境空氣中O3污染持續(xù)時間逐年增長且污染程度加重。
研究表明,長三角區(qū)域25個城市O3污染空間差異顯著。長三角區(qū)域O3污染按從南向北、從東部沿海向內(nèi)陸可分為5個類型區(qū)塊:第一,江蘇揚(yáng)州、泰州、鎮(zhèn)江和南通4個江北沿江城市及鹽城等5個城市;第二,蘇南和浙江杭嘉湖地區(qū);第三,浙南山區(qū);第四,蘇北地區(qū);第五,浙江舟山、寧波、臺州和上海等東南沿海城市。每一個類型的區(qū)塊其O3污染有其各自的特征。
“總體來說,長三角中部沿海地區(qū)和江蘇北部沿海地區(qū)為O3高值區(qū),O3濃度呈現(xiàn)從沿海向內(nèi)陸梯度遞減的趨勢。”段玉森表示,O3超標(biāo)問題在長三角沿海城市及長江沿線經(jīng)濟(jì)帶的城市最為突出,O3超標(biāo)高值區(qū)出現(xiàn)由中部向南部和北部擴(kuò)大的趨勢,其中北部O3超標(biāo)范圍擴(kuò)大較南部更為顯著。
“與京津冀和珠三角相比,長三角區(qū)域O3污染屬‘三區(qū)’中等水平。根據(jù)中國環(huán)境監(jiān)測總站發(fā)布的2015年1月~8月重點(diǎn)城市O3濃度數(shù)據(jù),‘三區(qū)’O3污染出現(xiàn)的時間有所不同。”伏晴艷介紹說,冬春季節(jié),珠三角城市廣州和深圳O3濃度高于長三角和京津冀區(qū)域。
臭氧污染誘因在哪?
主要來源為生產(chǎn)工藝過程源、工業(yè)鍋爐和窯爐源、移動源;上海等重點(diǎn)城市區(qū)域VOCs對臭氧貢獻(xiàn)率大
研究表明,O3是主要由NOx和VOCs在光照作用下生成的二次污染物。那么,在長三角區(qū)域那些污染物對O3生成影響最大?
王茜介紹說,基于WRF-CMAQ空氣質(zhì)量數(shù)值模型的初步分析發(fā)現(xiàn),長三角區(qū)域內(nèi)不同城市、不同區(qū)域的O3主控因子存在一定差異。一般而言,對于城市化地區(qū),O3對VOCs排放較為敏感,即VOCs排放對這些城市的O3生成更為重要,而對于石化有機(jī)化工聚集地區(qū)或植被豐富的地區(qū),其高濃度O3主要受控于NOx。
根據(jù)相關(guān)O3來源追蹤技術(shù)分析結(jié)果,長三角區(qū)域O3污染的貢獻(xiàn)來源主要來自生產(chǎn)工藝過程源、移動源、溶劑使用以及工業(yè)鍋爐和窯爐源等。
“相關(guān)研究表明,長三角區(qū)域石化和有機(jī)化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,明顯高于珠三角和京津冀區(qū)域。O3的重要前體物VOCs的高強(qiáng)度排放是導(dǎo)致長三角區(qū)域O3污染問題突出的重要原因。”段玉森表示。
“大氣O3為二次污染物,氣象條件在O3的形成及轉(zhuǎn)化過程中也有很重要作用。研究發(fā)現(xiàn),長三角區(qū)域O3污染與氣溫呈顯著的正相關(guān)關(guān)系,與相對濕度平均值呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。”王茜說,夏季副高控制高溫小風(fēng)、低濕度天氣,是長三角區(qū)域O3高污染大范圍出現(xiàn)的典型天氣過程。
另外,近年來,不利氣象條件的多次出現(xiàn)成為長三角區(qū)域O3污染高發(fā)的誘因。國家氣候中心發(fā)布數(shù)據(jù)顯示,2011年以來,特別是2012年以后,西太平洋副熱帶高壓強(qiáng)度指數(shù)和面積指數(shù)逐年升高,副高逐年增強(qiáng),成為近年來誘發(fā)夏季長三角區(qū)域O3污染問題日益突出的重要?dú)夂蛞蛩亍?
協(xié)同治理是關(guān)鍵
盡快建設(shè)適用于長三角以及全國污染源分布特點(diǎn)的光化學(xué)煙霧監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)
在空氣環(huán)境中PM2.5逐步降低的同時,未來幾年長三角區(qū)域O3污染將存在持續(xù)上升的潛在風(fēng)險。段玉森建議,在治理PM2.5的同時協(xié)同治理O3污染。
但是,“O3是前體物NOx和VOCs在光照作用下生成的二次污染物,僅與形成O3有關(guān)的VOCs就有上百種,并且O3形成還受時間、溫度和氣候等多因素影響。O3與NOx和VOCs是非線性關(guān)系,也就是說,當(dāng)NOx和VOCs濃度下降時,生成O3的濃度并非一定下降,也有可能升高。”王茜表示。
她認(rèn)為,有必要研究在不同區(qū)域、時間、溫度和氣象條件下NOx和VOCs生成O3的比例關(guān)系。掌握了這個比例關(guān)系,治理O3才有的放矢,更能有效治理O3。
“針對日益突顯的O3污染問題,其前體物VOCs的監(jiān)測顯得尤為重要。相對手工采樣后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室離線分析技術(shù),無論是污染源的排放監(jiān)測還是環(huán)境空氣中VOCs的監(jiān)測技術(shù),目前我國都缺乏相應(yīng)成熟的在線檢測方法和技術(shù)規(guī)范。”伏晴艷表示,包括北京、上海、廣州等大城市在內(nèi),VOCs的連續(xù)在線監(jiān)測主要還處于科研和試點(diǎn)階段。
據(jù)介紹,國內(nèi)監(jiān)測業(yè)務(wù)部門正在結(jié)合超級站或者工業(yè)區(qū)特征污染物的監(jiān)測,不斷探索和積累VOCs在線監(jiān)測的技術(shù)方法和手段,為后續(xù)光化學(xué)煙霧監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提供技術(shù)支撐。
O3是繼PM2.5之后又一個重要的具有區(qū)域性特征的污染物。伏晴艷建議,長三角乃至更大區(qū)域加強(qiáng)合作,共同開展有關(guān)O3成因和傳輸研究。“一方面需要統(tǒng)一規(guī)劃和建設(shè)適用于長三角以及全國污染源分布特點(diǎn)的光化學(xué)煙霧監(jiān)測網(wǎng)絡(luò);同時,還要全面推進(jìn)長三角及我國大氣污染物排放清單的建立和數(shù)據(jù)共享,掌握各類污染源排放的VOCs和NOx總量及具體的組分,改進(jìn)模型模擬評估性能,提高O3的預(yù)測預(yù)報能力。”她說。
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