>> 前情提要

上一节主要关注三个问题：第一个是臭氧污染有什么危害？第二个是污染是如何产生的？我们现在中国的臭氧污染的水平变化是什么样的？哪些地方比较严重？

这一节将探讨臭氧是不是我们独有的新问题，为什么这么难控制和我国在臭氧方面取得的进展与努力的方向。

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臭氧是不是我们独有的新问题？

下一个问题。刚才我们一直在说是2013年之后臭氧反弹这么厉害，这是不是有新的问题，中国独有的问题？

之所以说2013年以后，是因为我们2013年之后才依据2012年修订的新标准，开展6项主要污染物的监测，这个监测里面包括了臭氧8小时浓度的新指标，并且对它进行评价。从那之后就发现更高了，但实际上这真的不是一个新问题，也不是我们独有的。

我这里准备了几张图。可以得到，一个女士在烟雾之中打电话，这是1943年的洛杉矶，当时臭氧污染的瞬时浓度能达到1200微克每立方米以上，非常可怕。就是因为这样，洛杉矶还专门建立了烟雾局，即便是不学环境的人，可能大家都听过人类历史上的环境公害事件之一就是洛杉矶烟雾，这就是当时的一个情景。洛杉矶成立烟雾局，比美国国家成立环保局早30年，加州地区有臭氧标准，也比美国国家的标准都早10年以上。所以可以说当时的臭氧污染推动了他们的管理和政策的启动。

中间这个图是日本的小朋友戴口罩。这是1970年日本东京，有一些学生在学校上课过程中就晕倒了，后来调查也是因为高浓度的臭氧污染造成的，引发了非常大的社会反响。70年代的时候，日本掀起了环保大浪潮，说必须要解决光化学污染的问题。当时专门召开了公害国会，对他们的基本法和标准做了大的修改。

还有一个同样是发展中国家的例子，墨西哥80~90年代的时候，他们空气污染也非常严重，臭氧也很厉害。因为都在美洲，当时墨西哥跟加州的洛杉矶被比喻成难兄难弟，这两个城市的曲线图经常放在一起比较，所以看得出来就这个事情实际上既不新也不独有，是很早就有的空气污染问题。在咱们国家之前其实也有。

对于臭氧的研究最早就在加州，因为是最早爆发严重光化学污染的地区，1952年就发现了机制，当时是Haagen-Smith博士，他本身就是做空气污染研究的，他发现加州的光化学污染主要是臭氧，和美国东北部城市的煤烟型污染不一样，因为在那之前伦敦的烟雾就已经是举世皆知，当时美国东北部的烟雾也其实很厉害。美国重工业主要布局在五大湖地区和沿着密西西比河纵向分布，南北走向的，在那片地区有一个城市是匹兹堡，是一个重工业城市，它那时候的雾霾比北京的雾霾、比河北城市的雾霾还严重，但是Smith博士发现在加州的雾和匹兹堡的雾不太一样，然后就发现了最早的臭氧问题是二次光化学生成的物质。

咱们国家其实臭氧污染起步研究也很早，最早是北京大学团队在兰州西固80年代初就做了比较前沿的研究，当时就做了数值模拟，观测等等，当时都还没有现代计算机。

这张图片也看到，大气科学领域先驱唐孝炎院士在图片里面。那个时候为什么是兰州？是因为兰州是咱们国家西部一个重要的石化城市，兰州石化企业基本上辐射了整个城，兰州本身的地形也不太好，它是一个建在河谷中的城市，日照又非常的充分，所以基本上光化学污染的不利因素它全有。所以兰州市最早空气污染非常厉害的一个城市，以前被称为卫星上看不到的城市，也经过非常早期的研究和采取了一系列措施。现在兰州已经甩掉了这个帽子，已经是大气污染防治的标兵城市之一了。前段时间我们机构还在地球知识局发了一篇文章，里面就介绍了兰州相关的一些情况，感兴趣的听众朋友可以去看。

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为什么臭氧这么难控制？

下一个接着说一下，为什么臭氧这么难控制，在前面这张PPT的时候，我们其实都已经提到了一个词叫非线性控制机制。当时在兰州的研究包括这个内容。为什么是非线性的？因为是之前我们提到光化学污染的机制是一个链式反应机制，使得它前体物的浓度和量和二次生成的臭氧的浓度之间，它不是一个单调的线性关系，它是一个非线性关系。

这里有一个EKMA曲线，只讲一部分，当前体污染物VOCs和NOx之间的比例，在蓝色的区域，它是在VOCs控制区，如果在这个区域VOCs没有控制好，反倒氮氧化物下降了，它会造成臭氧浓度的上升，也就是说如果它的比例失调的话，减排不一定带来浓度的降低反而会上升，这和颗粒物特别不一样。

PM2.5它有一次排放也有二次生成的，氮氧化物和VOCs都是PM2.5的前体物，如果这两个污染物随便哪个降低，它对于颗粒物、PM2.5浓度降低都是有益的，但臭氧却不是这样。右上角还有一张图可以看到，过去这些年实际上我们采取了很多措施，氮氧化物排放量基本上降下来了。前面的图也跟大家说过，二氧化氮浓度也在不断的降低，但我们的VOCs控制没有跟上，而我们大量的重点区域和城市都是VOCs控制的特征，也就是我们的特征是在图的蓝色区域。所以这种情况下会使得臭氧浓度不降反升。

在今年疫情第一季度的时候，也出现了一个小的实验场。疫情来了，到处都停工停产，但实际上我们疫情期间的PM2.5浓度下降的很厉害，但是臭氧比去年同季度环比上升的，上升了不少，为什么呢？因为都下降的同时，比例仍然是失调的，所以又造成了反弹。类似于我们平时会出现的周末效应，像在洛杉矶和上海这些大都会区都会出现，到周末的时候，明明工厂可能就休息了，不上班了，排放活动减少了，但实际上它的臭氧浓度还是会上升，叫周末效应。这个复杂的机制使得我们臭氧很难控。

前面提到了，我们的VOCs控制没有跟上，是不是大家不知道要控制VOCs呢？其实不是。2013年行动计划就明文要求要开展VOCs的控制，但实施上太难了。我们注意到VOCs下面不还有个小s吗？这里有个小s是因为挥发性有机物它不是一两个污染物，而是很多污染物的组合，活性特征不一样，来源非常的复杂。

举个例子，我们去汽车站加油，你闻到加油站有汽车油的味道，那就是加油站有逸散。我们打开一瓶洗涤灵闻到了一个味道，也是VOCs。走在树林里，闻到清新的植物的香味也是VOCs。你拿着一个香蕉闻到一个香蕉散发的味道都是，非常多样。排放差异很大，有的源排放很多，像石油炼化厂，也有刚才说的那些排放量很小的一些源，很难控制，更难监管。所以这使得我们在过去几年一直没有特别地管好，但现在是越来越重视，也在起步之中。

这个难题也不是我们中国独有的一个难题。实际上日本在过去臭氧污染控制中也走过弯路。前面提到日本从光化学烟雾之后，有非常大的环保运动浪潮，他们采取了很多减排措施，但部分措施不当也导致了新问题。

在2001年的时候，日本开始在大东京区逐步推广到全国实施机动车排放控制对策，减少了很多氮氧化物排放，因为氮氧化物主要的来源就是机动车，它实施对策之后，NOx和颗粒物的浓度一路下降。

我们可以看得到二氧化氮浓度、颗粒物浓度一直在一路下降，但是臭氧浓度却发生了反弹，所以他们在2004年的时候，也意识到自己VOCs没有跟上氮氧化物控制的步伐，立即加紧出了VOCs对策，要减少30%的VOC的排放量，来控制它整个臭氧浓度，当时臭氧上抬不光是日本东部，连日本西部都上抬了，但是大家如果熟悉日本地图，会发现他们的大城市和工业化城市都在东部海岸，西部其实没有什么太多的人为排放源，所以他们为控制采取了很强的措施，并且超额完成了任务。他们的VOC对策实施之后，减少了35%的排放，后面臭氧浓度才逐步的往下降。

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我国取得的进展与努力的方向

然后我们国家做了什么减排努力？路径跟日本特别像，其实我们一开始在2013年行动计划之后，采取了很多大力度的减排措施，这里列了很多类别，提升排放标准，淘汰高污染企业，落后产能淘汰，锅炉清洁化替代，民用的散煤清洁化，机动车减排，计划所有大类的措施都能减少氮氧化物的排放，也能减少一部分VOCs。但是相对来说减少的没有那么多。

这张片子主要是讲我们采取的VOCs的一些管控措施。2013年开始就已经说要控制，但真正的提出总量控制（因为前面是没有控制的特别好，总量还在上升）是2016年，开始做总量控制，也有很多保障措施，比如排污收费，通过许可证进行管理等等一些办法，对重点行业去抓重点。

VOCs重点行业包括石化、制药、油墨生产、油墨使用，像印刷，还有工业涂装，这些都是主要的重点行业。

我举了两个例子，上面这个例子是石化行业，石化行业的源太多了，措施和技术非常多。比如之前的拱顶罐固定顶的罐比较容易产生VOCs，现改成浮顶罐。下面这个例子是印刷的一个流程机制，印刷有一个特征，它是使用油墨，如果本身是含VOCs比较高，它的印刷操作过程就会产生很多排放。所以它如果进行原料替代，就可以减少很多排放。然后在整个作业过程中，如果把它无组织排放，通过一个密闭的系统集气的方式，尽可能收集到一个排放口进行燃烧销毁，就可以大幅度减少印刷行业的排放。类似的技术例子非常多，大家感兴趣的话也可以到我们的空气知库了解重点行业的减排技术相关材料。

前面也讲到了，减排不能蛮干，需要找到科学的配比，要不然反而是适得其反。科学配比需要依据很多科学手段来达成。这里给大家简单介绍几个方面，首先是需要开展监测，你知道你这个地方的空气中的背景的浓度、VOCs的情况和氮氧化物的情况分别是什么？是什么特征的，需要开展监测和分析去了解这些情况。

现在咱们国家VOCs的环境监测其实做得越来越好了，并且在去年2019年开始，新的政策要求，那些臭氧超标的城市需要差别化监测，非甲烷总烃是VOCs一个主要监测指标，除了监测非甲烷总烃，还需要监测一些醛酮类的组份，相对来说活性比较高的部分。

其次，除了监测之外，要知道VOCs什么行业排了多少，要知道它的量，也就是建立排放清单。现在各地需要建立本地化的排放清单，来指导它的政策实施，也评估政策是否有效。这个清单有一些先进城市已经做了，但是整体做的还不够好，要进一步的加强。

还有一个就是需要去解析，回答刚才科学配比的问题，根据你自己这个城市，了解你是应该优先控制VOCs，控制哪些行业的VOCs，如何配比能够不造成反弹，能够实现协同减排，最终实现臭氧浓度下降。这些都是我们开始正在做，但是需要进一步加强的一些方向。

如果说还需要做什么，其实还能做挺多的。在减排方面，氮氧化物在“答应蓝天保卫战”三年行动计划期间又开始实施清洁柴油机计划，就是前面我们提到交通行业是现在氮氧化物主要排放源，柴油机又是重中之重，所以这是目前的一个重点政策。这里面现在其实也有比较薄弱的，我们通常知道，车是很重要的，但是可能会忽视一点，一般老百姓可能不太了解，施工机械，就是在工地上或者是或者在港口作业的一些机械，它也是烧柴油的，只要是柴油机它就有排放，而现在是我们非常薄弱的管控环节。

VOCs无组织排放的标准，去年刚刚出来，现在是需要更好地怎么去落实这些政策，是一个很重要的方向。