智慧環(huán)境 | 不降反升的低空“隱形殺手”——臭氧到底該怎么管治?
全國(guó)339個(gè)地級(jí)及以上城市平均空氣質(zhì)量:優(yōu)良天數(shù)比例同比下降1.3% ;PM2.5平均濃度同比下降3.6%;PM10平均濃度同比下降5.9%;O3平均濃度同比上升6.4%;SO2平均濃度同比下降11.1%;NO2平均濃度同比下降9.1%;CO平均濃度同比下降9.1%。
——《2022年1-10月份全國(guó)空氣質(zhì)量報(bào)告》
前不久,生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了《2022年1-10月份全國(guó)空氣質(zhì)量狀況》的權(quán)-----威數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)顯示我國(guó)1-10月大氣污染物監(jiān)測(cè)六大指標(biāo)中,五個(gè)指標(biāo)均呈同比下降趨勢(shì),但O3指標(biāo)卻同比上升,并且城市平均空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良天數(shù)綜合指標(biāo)同比下降。從趨勢(shì)關(guān)聯(lián)性角度來(lái)看,O3指標(biāo)對(duì)空氣質(zhì)量狀況的影響值得重點(diǎn)關(guān)注,其在優(yōu)良天氣搶奪戰(zhàn)中已然成為了十分關(guān)鍵的影響因素。
知識(shí)補(bǔ)給站
身為地球生物進(jìn)化保護(hù)者的臭氧,為何會(huì)成為一種污染呢?臭氧污染能被我們所感知到嗎?臭氧污染對(duì)環(huán)境和人體會(huì)帶來(lái)什么危害呢?
盡管平流層中臭氧層的厚度很薄,但它是地球上一切生命免受過(guò)量太陽(yáng)紫外輻射傷害的天然屏障,臭氧層吸收了到達(dá)地球90%以上的紫外線輻射,是地球生物圈的天然保護(hù)傘。而存在于對(duì)流層中的臭氧,絕大部分是由人為排放產(chǎn)生的二次污染物,當(dāng)近地面臭氧8小時(shí)均值濃度超過(guò)160微克每立方米時(shí),就會(huì)帶來(lái)臭氧污染。
由于臭氧是淡藍(lán)色,與天空顏色類(lèi)似,輕度污染時(shí),人們即使感覺(jué)不適,也難以察覺(jué),只能用專(zhuān)用儀器監(jiān)測(cè)它的濃度。在陽(yáng)光晴熱的天氣下,臭氧污染達(dá)到一定的重度值,就會(huì)看到一種淺藍(lán)色煙霧,有時(shí)還可聞到一股“魚(yú)腥味兒”,這種淺藍(lán)色霧狀物被稱(chēng)之為光化學(xué)煙霧,污染刺激性很強(qiáng),損害人和動(dòng)物的健康,不僅會(huì)刺激對(duì)眼睛,并可達(dá)呼吸系統(tǒng)深部,刺激氣道黏膜。除此之外,臭氧污染還會(huì)危害植物生長(zhǎng)、促進(jìn)酸雨生成等。
“隱形殺手”O(jiān)3管控的難點(diǎn)
自2018年我國(guó)打響藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)以來(lái),大氣污染防治取得了顯著成效,尤其是針對(duì)顆粒物PM2.5、PM10污染的控源減排行動(dòng)成果明顯。而早在2012年國(guó)務(wù)院頒布的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)中,就已關(guān)注并增設(shè)了O3 管控的8小時(shí)平均濃度限值。
近年來(lái),全國(guó)各地紛紛展開(kāi)臭氧污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn),但從今年1-10月空氣指標(biāo)數(shù)據(jù)中,O3是唯------一一個(gè)不降反升的污染因子,為何會(huì)如此呢?
一方面:因?yàn)樾纬沙粞跷廴镜闹匾绑w物質(zhì)VOCs(揮發(fā)性有機(jī)物)來(lái)源廣泛,除森林、草原、海洋等植物排放的天然源外,煤化工、石油化工、燃料涂料制造、溶劑制造與使用、煉鋼、煉焦等工業(yè)過(guò)程排放,機(jī)動(dòng)車(chē)、船、飛機(jī)等尾氣排放等都是其產(chǎn)生的人為源;且VOCs的種類(lèi)繁多,存在面廣,管控難度大。VOCs的共有特性便是揮發(fā)性,在強(qiáng)紫外線的照射下極易發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生分解,并與空氣中的氧氣產(chǎn)生新的結(jié)合反應(yīng),從而生成大量的臭氧。因此在一定條件下尤其污染區(qū)域,VOCs濃度越高,相對(duì)O3的濃度也越高。
另一方面:由于O3的前體物排放量與它在大氣中的濃度不是簡(jiǎn)單遞增或遞減關(guān)系,且其形成過(guò)程還受到氣候溫度、光照強(qiáng)度、光解速率等諸多因素的共同影響,十分復(fù)雜,因此臭氧污染防治無(wú)法像顆粒物治理一樣,“一分耕耘一分收獲”,只要做好源頭的持續(xù)管控,就會(huì)有明顯的改善。
想要精準(zhǔn)有效治理臭氧污染,仍存在著較大難點(diǎn),任重而道遠(yuǎn),這條路仍然需要環(huán)保人不斷創(chuàng)新、繼續(xù)探索。
O3如何管控才有效?
環(huán)境問(wèn)題既存在共性又具有差異性,尤其是面臨臭氧這類(lèi)復(fù)雜性污染防治問(wèn)題,更多需要結(jié)合歷史數(shù)據(jù),根據(jù)當(dāng)前現(xiàn)狀和需求針對(duì)性展開(kāi),只有經(jīng)驗(yàn)豐富,研判準(zhǔn)確,才能對(duì)癥下藥,有效治理。
聚光科技具備有效解決復(fù)雜性、細(xì)分化、突發(fā)性環(huán)境問(wèn)題“產(chǎn)品+方案”的綜合服務(wù)能力。目前應(yīng)對(duì)O3管控,一套行之有效的“高-----端技術(shù)+信息化平臺(tái)”的創(chuàng)新組合拳模式已在多處成功落地應(yīng)用,國(guó)----家-----級(jí)大氣顆粒物組分-光化學(xué)監(jiān)測(cè)網(wǎng)項(xiàng)目、海南省大氣復(fù)合污染綜合來(lái)源解析項(xiàng)目、廣東省揮發(fā)性有機(jī)物組分監(jiān)測(cè)網(wǎng)項(xiàng)目等,從國(guó)家環(huán)境監(jiān)測(cè)總站到全省各地、從南到北都留下許多臭氧污染有效防治的建設(shè)足跡。
針對(duì)臭氧污染,必須同步關(guān)注本體、前體、氣候等多方因素的實(shí)時(shí)變化,結(jié)合現(xiàn)代化數(shù)據(jù)處理分析平臺(tái),采取區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控、重點(diǎn)區(qū)域/季節(jié)強(qiáng)化管控等手段,制定精準(zhǔn)策略,才能實(shí)現(xiàn)有效治理。
第1步:搭建光化學(xué)污染監(jiān)測(cè)網(wǎng),管控需從精準(zhǔn)感知開(kāi)始
O3直測(cè)——高精度臭氧分析儀
光化學(xué)煙霧污染的主要成分為臭氧,掌握臭氧的濃度和變化趨勢(shì),需要依靠高精度、快響應(yīng)的在線監(jiān)測(cè)設(shè)備,進(jìn)行實(shí)時(shí)“捕捉匯報(bào)”。經(jīng)過(guò)不斷的技術(shù)突破-研發(fā)測(cè)試-產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,聚光科技推出多款高精尖國(guó)產(chǎn)監(jiān)測(cè)產(chǎn)品應(yīng)對(duì)臭氧污染。
光化學(xué)全過(guò)程監(jiān)測(cè)——前體物、過(guò)程因子與特征產(chǎn)物分析儀
近地面臭氧主要的人為排放源是光化學(xué)反應(yīng)生成的二次污染源,控源減排策略是否行之有效,必須“回頭看”,聚焦到臭氧的生成過(guò)程上,關(guān)注前體物質(zhì)、過(guò)程因子和特征產(chǎn)物全過(guò)程相關(guān)因子的排放生成、貢獻(xiàn)比例以及傳播規(guī)律。
氣候因素監(jiān)測(cè)——高精度溫室氣體分析儀
研究發(fā)現(xiàn),溫度是加速臭氧污染的重要因素。當(dāng)前,全球性的氣候變暖現(xiàn)象,使得極-----端高溫天氣頻發(fā),高溫持續(xù)醞釀,加劇了地表臭氧的污染程度。因此,關(guān)注溫室氣體的現(xiàn)狀與變化,也是有效進(jìn)行臭氧污染防治的關(guān)鍵要點(diǎn)。
第2步:如何實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管控?光化學(xué)管控平臺(tái)上線!
通過(guò)各種各樣細(xì)分化的高精尖監(jiān)測(cè)產(chǎn)品,布局一張大氣光化學(xué)污染監(jiān)測(cè)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)全過(guò)程因子的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。緊接著,搭建信息化管控平臺(tái),通過(guò)成熟的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)接入有效的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),進(jìn)行收集、歸類(lèi)、比照、分析,并實(shí)現(xiàn)分析結(jié)果的可視化管理界面、多維度大數(shù)據(jù)應(yīng)用、智能化管理系統(tǒng),是最終實(shí)現(xiàn)O3精細(xì)化管控至關(guān)重要的一步。
信息化平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)大氣復(fù)合污染類(lèi)型的快速診斷,及時(shí)研判區(qū)域大氣污染時(shí)空變化趨勢(shì)、污染成因、污染源診斷,成為研究大氣污染特征、傳輸規(guī)律、時(shí)空分布、精細(xì)化來(lái)源解析的得力助手。根據(jù)分析模型獲得重點(diǎn)季節(jié)與重點(diǎn)區(qū)域等信息,為指導(dǎo)區(qū)域性O(shè)3聯(lián)防聯(lián)控工作提供更加科學(xué)的污染控制措施。
聚光科技自主研發(fā)并搭建的“光化學(xué)污染一體化管控平臺(tái)”,系統(tǒng)功能十分全面。
該平臺(tái)不僅可以對(duì)大氣光化學(xué)污染全流程進(jìn)行監(jiān)測(cè),捕捉污染過(guò)程;還能通過(guò)系統(tǒng)量化O3本地及傳輸貢獻(xiàn)占比,以此指導(dǎo)聯(lián)防聯(lián)控工作;系統(tǒng)還會(huì)判定臭氧生成控制區(qū),制定最-----優(yōu)削減方案;并且通過(guò)臭氧生成潛勢(shì)排名,識(shí)別其中關(guān)鍵VOCs的組分;還能對(duì)VOCs的來(lái)源進(jìn)行解析,制定精細(xì)化管控方案。
這一套完備的信息平臺(tái)足以體現(xiàn)信息化平臺(tái)在當(dāng)前的O3治理中發(fā)揮的重要作用,因此未來(lái)在O3污染的防治工作中,進(jìn)一步推進(jìn)信息化平臺(tái)的落地應(yīng)用將更加有利于打贏臭氧污染的這場(chǎng)精細(xì)攻堅(jiān)戰(zhàn)。
第3步:區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控,重點(diǎn)區(qū)域/時(shí)段強(qiáng)化管控 一個(gè)都不能少
想要管控好一個(gè)區(qū)域的臭氧污染,不僅需要關(guān)注本地的減排削減,還需要區(qū)域多地進(jìn)行配合,跨區(qū)域聯(lián)合,針對(duì)臭氧污染規(guī)律開(kāi)展深入研究,建立聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制,在一個(gè)區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、策略共商、一體化推進(jìn),致力于實(shí)現(xiàn)區(qū)域空氣質(zhì)量共同向好發(fā)展的目標(biāo)。
人口超千萬(wàn)的特大城市,VOCs和氮氧化物的排放強(qiáng)度是非常大的,尤其是主城區(qū),其單位面積的排放量可達(dá)區(qū)域平均值的3-5倍甚至更高,如何有效管控超大城市的合理排放,保證減排成效,是當(dāng)前污染面臨的難中之難。因此,在策略制定中,加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)城市的監(jiān)測(cè)布局密度以及排放源(尤其移動(dòng)源)管控的工作,對(duì)搶回優(yōu)良天氣至關(guān)重要。
此外,在夏季尤其是高溫極-----端天氣下,即便將當(dāng)下的污染物削減做到最大可能,其產(chǎn)生的污染仍然可能超標(biāo),不足以將污染天變成達(dá)標(biāo)天,這是個(gè)全球化的問(wèn)題,也是目前臭氧污染防治的一個(gè)核心難點(diǎn)。目前,全球正在加快一體化協(xié)同,為解決全球氣候變暖問(wèn)題采取共同行動(dòng)。
不久前,中共中央國(guó)務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于深入打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見(jiàn)》,針對(duì)性提出,到2025年,我國(guó)的臭氧濃度增長(zhǎng)趨勢(shì)要得到有效遏制,實(shí)現(xiàn)細(xì)顆粒物和臭氧協(xié)同控制。相信舉全國(guó)之力,以科技為利刃,三年內(nèi)有效遏制住臭氧污染這一低空“隱形殺手”的目標(biāo)一定可實(shí)現(xiàn)。
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