蓝天下的污染:臭氧来袭

时间:2022-11-21 18:13 作者:威尼斯欢乐娱人城官网
本文摘要:(资料图片)事情人员在视察情况空气质量监测设备运行情况。图/ 视觉中国本刊记者/彭丹妮上海市情况监测中心大气监测室主任段玉森记得,2019年5月23日那天,上海市泛起了全年唯一的一天重度污染天气,污染物不是人们耳熟能详的雾霾或者叫PM2.5,而是一种令人心怀好感的物质——臭氧(O3)。 那一天,上海市的臭氧浓度到达了266微克/立方米,而国家达标浓度为160微克/立方米。

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(资料图片)事情人员在视察情况空气质量监测设备运行情况。图/ 视觉中国本刊记者/彭丹妮上海市情况监测中心大气监测室主任段玉森记得,2019年5月23日那天,上海市泛起了全年唯一的一天重度污染天气,污染物不是人们耳熟能详的雾霾或者叫PM2.5,而是一种令人心怀好感的物质——臭氧(O3)。

那一天,上海市的臭氧浓度到达了266微克/立方米,而国家达标浓度为160微克/立方米。在距离地球外貌20~50千米高度的平流层,困绕着平均厚约3厘米的薄薄一层臭氧,它能吸收太阳光中的大部门紫外线,使地球上的生物免受伤害。但在近地面,臭氧却是一种污染物,只管它的伤害不足与PM2.5相提并论,但每年在全世界造成100多万人死亡,以及数百亿美元的农作物损失。

北京夏季午后的湛蓝天空,往往被人们认为是这个饱受雾霾之苦的都会一年之中空气最好的时候。但此时往往是一天之中臭氧污染浓度最高的时候。在一年之中,臭氧浓度一般从5月份开始增长,到8月到达最高点,进入秋季后逐步降低。在上海,段玉森也注意到了臭氧加重的一些迹象:在以前少少泛起臭氧超标的3月和11月,这两年都开始泛起了臭氧污染。

今年是“蓝天守卫战三年行动计划”收官之年,当中国的PM2.5治理在多年努力后开始取得显着改善时,臭氧正在成为新的环保难题。5月15日,国家生态情况部大气情况司司长刘炳江在新闻公布会上表现,与去年相比,2020年大气污染治理的最大变化,就是要应对臭氧浓度上升问题。一种不分穷富的污染物中国的臭氧污染问题的浮现,是一个缓慢而逐渐积累的历程。

一方面,PM2.5的下降使得臭氧问题凸现出来——全国地级及以上都会情况空气PM2.5年均浓度连续下降,2016至2020年间累计下降了21.7%;另一方面,从全国开始监测臭氧浓度以来,中国臭氧污染一直在稳步而连续地上升。事实上,在六种被监测的空气污染物中,臭氧是唯一一个不降反升的污染物,且浓度达标都会数量也在缓慢下降。

今年6月2日,国家生态情况部公布了《2019中国生态情况状况公报》。《公报》显示,2019年,全国337个都会中有30%的都会臭氧超标,仅次于PM2.5,其中京津冀和长三角区域臭氧污染尤为突出。

清华大学情况学院教授、中国工程院院士郝吉明团队2020年6月在工程院院刊《工程》上揭晓的一篇综述文章则指出:2013~2017年间,全国74个主要都会臭氧平均浓度上升了20%。另据《南华早报》报道,只管控制其他主要污染物的努力已经显现出了好的转变,香港的臭氧污染自2013年到2018年间增长了20%,创下了二十年来的岑岭。

生态情况部生态情况监测司司长柏仇勇在6月2日的公布会上指出,与全球气候变暖、人为污染排放、及区域大规模传输等因素有关,全球臭氧配景浓度呈增长趋势,平均每年上升1微克左右,这与中国的情况较为一致。温度升高有利于臭氧的形成。

在实际监测中,段玉森看到,上海近几年的臭氧峰值是在2017年,那一年温度特别高,2018、2019两年因夏季台风较多,臭氧超标天数又相对淘汰。极端高温天气、气候变暖等原因带来的臭氧污染加剧是一个全球性、普遍性状况。《2019全球空气状况陈诉》就显示,与PM2.5在差别经济社会蓬勃国家泛起分化差别,不管是蓬勃国家抑或是生长中国家,各国的臭氧浓度都连续保持在较高水平。即便在治理臭氧起步较早、花了鼎力大举气的美国和日本,近几年也是有微弱的上扬。

生态情况部情况计划院大气所所长雷宇告诉《中国新闻周刊》,欧洲因为纬度较高,气温和辐射相对较低,总体上臭氧浓度要低一些,中国与同纬度的美国具有更强的可比性。统计数据显示,1980年至今,美国的臭氧浓度在颠簸中缓慢下降, 2019年臭氧日最大8小时平均浓度约为130微克/立方米,比1980年下降了35%。

国际非营利性机构亚洲清洁空气中心中国项目司理万薇卖力臭氧项目,她说,中国2019年的平均臭氧浓度,靠近美国十多年前即2005~2010年的平均值。凭据复旦大学公卫学院教授陈仁杰等人于2017年尾揭晓的文章,全国平均来看,臭氧浓度每提升10微克/立方米,只管只是短期袒露,心血管疾病、高血压、冠心病、中风所致日均死亡率就会划分提升0.24%、0.27%、0.60%、0.24%以及0.29%。

国际非营利性组织康健影响研究所等机构2019年4月份公布的《2019全球空气状况陈诉》对室内空气污染、PM2.5与臭氧三种污染物带来的疾病肩负举行了估算:从全球来看,在空气污染物引发的死亡中,8%与PM2.5有关,1%与臭氧有关。1%依然是一个不小的绝对值。2017年,臭氧导致约47.2万人死亡,其中大多数发生在中国(38%)和印度(31%)。陈仁杰告诉《中国新闻周刊》,现在比力主流的结论是,臭氧对人的呼吸道有害,好比引起呼吸道炎症、肺功效下降,对心血管的损害现在看法纷歧致。

与颗粒物纷歧样,臭氧是一个很活跃的气体,很容易跟物体外貌反映并消失,在室内很快地与墙体、桌面、家具、地板这些物品反映,因此室内臭氧浓度比力低。高臭氧污染的天气,待在室内是防控臭氧最有效的措施,现在尚无严谨的科学证据讲明戴口罩和使用空气净化器可有效防护臭氧带来的康健危害。臭氧还会阻碍植物光互助用的能力,进而对生态系统和农作物造成损失。

一项由英国约克大学等机构研究人员2016年底揭晓的文献发现,2000年,世界上快要一半的代表性生态系统袒露在组成生态风险的在臭氧水平之中,并预测到2050年这一风险将增加。庞大的生成机制香港科技大学资深大气科学家刘启汉说,“臭氧是个极大的问题。但我们对组成它的组分以及如何控制它们的相识,却显得那么不足。”极端天气增多、都会加速工业化历程配景下,庞大的大气化学反映加剧了臭氧控制的挑战。

大部门臭氧是由人为排放的“NOx(氮氧化物)”和“VOCs(挥发性有机物)”,在高温光照条件下发生化学反映形成。NOx主要来自灵活车、发电厂、燃煤锅炉和水泥炉窑等排放,VOCs与NOx有相同的泉源,此外还存在于油漆、印刷油墨、粘合剂、密封剂等泉源广泛的有机溶剂中,植物排放约占大气中VOCs的30%。

PM2.5的前体物也包罗NOx、VOCs、SO2,与臭氧组分有许多重叠,然而意外的是,中国对PM2.5卓有成效的控制却并未给臭氧带来“一箭双雕”的效果。这是因为,PM2.5与其前体物的关系,是线性的,而臭氧并不遵循这个纪律。研究大气化学的科学家用一条叫EKMA的曲线专门形貌臭氧浓度与其两种前体污染物之间的非线性关系。

对此,雷宇解释说,光化学污染是一个比力庞大的历程,在特定规模内,如果NOx和VOCs的减排比例把控欠好的话,臭氧浓度反而会往上涨。详细说来,如果在VOCs控制区,VOCs没有下降,可是NOx下降了,臭氧浓度可能会上升。

好比,在这次新冠疫情期间,因汽车尾气和工业排放淘汰,全国规模内氮氧化物NOx同比大幅度下降,然而VOCs并没有等比下调,效果多个都会发现了臭氧浓度的上升——今年第一季度海内臭氧浓度比去年同期上升了3.4%,4月份则同比上升8.1%。现在年前三个月全国PM2.5浓度同比下降了约15%。以上海为例,段玉森向《中国新闻周刊》解释,因为上海有大量灵活车、船和飞机等排放源,空气中的NOx一直处在比力高的水平,同时,工厂也比力多,所以VOCs的浓度水平也比力高,整体臭氧污染问题越来越突出,但背后的纪律庞大多变。

在NOx浓度很高时,好比路边,车辆多、排放量大,臭氧浓度反而比力低,因为汽车尾气排放的NO“吃掉了”O3,酿成了NO2,这些NO2又会被风吹到下风偏向,再跟VOCs发生化学反映发生臭氧,效果是,车辆较少的郊区,臭氧浓度有时反而比城区中心高。“臭氧的防治是一个庞大的问题,需要思量当地和区域、都会和郊区、VOCs和NOx几个方面的协同防控。”段玉森说。

臭氧生成的这种庞大关系,使得治理臭氧时常使用一个词:协同。雷宇说,氮氧化物与挥发性有机物两者的大幅削减,肯定会带来臭氧下降,可是在某一些区间会泛起这种非线性的、反重复复的关系,所以协同治理很是关键,如何去掌握这两种污染物减排的比例,需要科学研究给出谜底。万薇说,日本就是一个很典型的例子。

2001年以后,日本开始实施淘汰灵活车NOx排放的对策,效果很好,NOx和颗粒物浓度一直在下降,可是臭氧指标不降反升。“跟中国的情况很类似,也是因为没有协同减排。

”日本于2004年修订《大气法》,削减30%的VOCs排放总量后,2009年臭氧浓度才大幅下降。此外,当大气中PM2.5浓度显著下降时,会导致光辐射增强,反而有利于臭氧生成。

监测效果也讲明,中国PM2.5和臭氧的年际变化整体上呈反相关性。诸多研究显示,大幅降低PM2.5可能会带来臭氧含量升高的潜在风险。PM2.5后,臭氧治理提上日程生态情况部生态情况监测司司长柏仇勇总结说,现阶段中国臭氧污染的基础原因是VOCs和NOx等臭氧前体物还维持在较高的浓度水平,在强日照、高气温、少云量、弱风力、少降雨等倒霉气象条件下,加速光化学反映,造成臭氧浓度超标。

“‘十二五’以来,中国通过总量减排推进氮氧化物的治理,取得了一定希望。相比之下,VOCs控制是短板。”雷宇说,VOCs的排放特征和其他污染物不太一样,它的排放点太多,而且很疏散,已往的羁系措施和手段不完全适用。

这一部门也正是中国与蓬勃国家相比治理差距比力大的地方,同时,中国的状况也更庞大:工业门类许多,企业治理水平乱七八糟,既有最先进的企业,也有最落伍的企业。郝吉明团队也指出,2013至2017年的“大气污染防治行动计划”期间,全国NOx排放降低了21%,但VOCs的减幅只有2%,这样的组合改变对控制PM2.5而非臭氧有效,这些年的空气数据也体现了这个效果。作为对比,万薇分析说,美国在1997年至2004年间,NOx的排放淘汰了25%,VOCs排放淘汰了21%,基本实现了协同控制与同步减排。

她说,虽然臭氧的大气光化学机制比力庞大,但只要将前体污染物协同减排,好比等比例1:1减排,肯定会有改善。中国近几年已经出台了好几项关于治理VOCs的政策文件,如2017年颁布的《“十三五”挥发性有机物污染防治事情方案》,2019年印发的《重点行业挥发性有机物综合治理方案》及最近出台的《2020年挥发性有机物(VOCs)治理攻坚方案》……这块短板正在不停增强。

就技术而言,臭氧的治理难度也并不大。早在2008年,一份由英国皇家学会撰写的关于未来臭氧污染的陈诉就写道:“解决地面臭氧污染的技术已经获得了广泛的应用,在全球情况问题中,地面臭氧具有奇特的可控性。”已往十年,中国大气治理的焦点都围绕PM2.5。

雷宇说,在2016~2020年的“十三五计划”约束性指标里,一个是PM2.5,另一个是优良天数,国家希望通事后者来体现对其余几种污染物的约束作用,因此臭氧未被作为单独指标举行治理。但在下一阶段,臭氧将登上中国大气治理的舞台。在近期召开的多场学术集会上,清华大学教授、中国工程院院士贺克斌等学者指出,PM2.5和臭氧的协同控制已成为当下连续改善空气质量的关键。

按老例,“十四五”计划(即2021~2025年)将在明年的全国两会期间公布,后陆续出台种种专项计划。雷宇所在的情况计划院也到场到“十四五”计划中,他说,“十三五”的重点是针对PM2.5,“‘十四五’还会继续要求PM2.5下降,但臭氧和颗粒物的协同一定会作为一个重点,另外可能的一个重点是如何通过情况掩护去助推经济向高质量生长转型。”在5月15日的新闻公布会上,生态情况部大气情况司司长刘炳江透露,在启动的“十四五”大气污染防治专项计划体例中,已特别针对臭氧的两项前体物VOCs、氮氧化物设计了减排目的。


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