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蓝天≠没污染!臭氧污染与防治(一)

2021/1/12 14:05:35

今天的议题是大家这几年非常关切的一个问题,蓝天下的空气污染——臭氧。

首先介绍一下今天的报告将围绕哪些角度来展开这个话题。因为得知今天来听直播的应该主要是我们关切空气问题的普通公众和一些NGO小伙伴们,所以我会从多个广泛被关注的角度来跟大家探讨。

今天PPT涉及的内容,有一些是基于我们机构的研究工作和能力建设活动的知识产品,有一些是引用了一些材料,是目前空气研究领域的一些专家和学者的成果,我就发挥一个课代表的角色,带领大家来跟我一起来学习和了解臭氧问题。

主要是以下几个问题,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?臭氧是不是我们独有的新问题?为什么这么难控制?这些年我们把它称为一个难题,然后我们为了控制这个臭氧已经做了哪些努力,未来还需要做哪些努力,有没有什么好的他山之石可以攻臭氧的借鉴的国际经验。最后是普通人能做些什么?

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臭氧有什么危害

首先第一个问题,臭氧有什么危害?以往,特别是普通老百姓,不是那么有这方面背景的人,大家通常把蓝天和好空气画上一个等号,觉得蓝天白云的就应该是空气质量很好,以前往往特别关注的是雾霾、PM2.5。但事实上是在蓝天的时候,我们往往可能会忽视另外一个污染物,也就是今天的主角臭氧。

这个时候有人又会说,以前我们不是老说要保护臭氧层,怎么臭氧又不好了呢?所以在讲到臭氧危害之前,要分清楚什么是“好”的臭氧和“坏”的臭氧。

离我们比较远的在平流层的臭氧是好的臭氧,也就是我们通常说的保护臭氧层的臭氧。臭氧层会吸收太阳的辐射,没有这个臭氧层的保护,我们人类会面临生存危害,例如臭氧层变薄了就会增加人类皮肤癌的发病,所以这个臭氧层我们是要保护的,也一直在做。

近地面臭氧,离我们近的臭氧是不好的,近地面的臭氧浓度比较高的时候,会引起一系列的人的健康负面效应,世界卫生组织提出了一个浓度值水平,200微克/立方米,超过这个的时候,就会有显著的健康危害,包括对神经中枢和呼吸系统的损害,表现出来的症状有很多,咳嗽、鼻子不舒服,甚至高浓度的时候会觉得眼睛等有黏膜组织的部位会觉得刺激,特别是对于老人、孩子、孕妇,或者在长期在户外工作的这些人来说,都是会对臭氧非常敏感的一些人群。

所以如果您的家人或身边有这样的情况,一定要提醒他关注臭氧污染。

怎么关注呢?我们可以看它的浓度,也可以看AQI就是空气质量指数,因为它通常表征的是污染最严重的污染物。

所以如果那天臭氧污染比较严重,是最厉害的,AQI表征的就是臭氧污染水平了。所以关注空气质量指数,而不是仅仅看蓝天,对我们的健康防护是更有帮助的。

此外,臭氧也会对环境产生一些危害,我们之前在发活动预告的时候,就朋友问这个问题,回头我们一起在最后来解答。

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近地面的臭氧是怎么产生的

第二个问题,臭氧对我们有危害,到底近地面的臭氧是怎么产生的?臭氧是一个典型的在空气中生成的二次污染物。它是由次从污染源排放的一次污染物氮氧化物和挥发性有机物一起在太阳光的照射下产生光化学反应,最终生成臭氧。

它的来源有很多,跟我们熟知的颗粒物的来源是同源的,像化石燃料的燃烧,不管是工厂、发电厂还有汽车的燃料燃烧装置,都会造成排放,还有一些像植物产生的自然的VOCs的来源,也是影响臭氧浓度的一个重要的因素。

VOCs即是PM2.5的前体物,也是臭氧的前体物,本身来源和种类都是很复杂的,来源很多。这里我想强调一点是,臭氧和我们熟知的颗粒物的污染的时空分布特征有一点点不一样,因为它是依赖于光化学的机制,所以通常它会在太阳辐射比较强之后才发生浓度高值,通常是在午后。

我们这里可以看到一个示意图,还有北京之前高值记录的一些点,可以看得到通常是在午后。还有一个需要强调的是它的空间分布特征,因为它的二次污染和区域传输影响的特征也比较显著,可能浓度最高值有时候并不是出现在城区,而有可能产生在城市下风向的郊区和农村。所以也不要觉得我去农村地区环境好,臭氧就没有污染了,这也不一定,它的机制相对来说比较复杂一些

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中国臭氧污染的水平变化及比较严重的地区

下一个问题我们看看这几年大家更重视臭氧是为什么?其实有一个很重要的原因,在2013年咱们国家实施非常关键的大气污染行动计划之后,采取了一系列的措施,各种其他主要空气污染物都在下降,唯独一个臭氧是不降反升的。这里有一些柱状图,大家可以看得到,无论是全国还是重点城市还是重点区域,臭氧浓度都在上抬,特别是重点区域上抬的幅度比全国还要高。

像京津冀和长三角的现在的浓度水平是超过咱们国家二级标准,也就是我们通常说的最大8小时浓度的整体水平。甚至在重点区域的一些城市,在所有空气质量超标的天里面,臭氧已经超过PM2.5,成了最首要的问题了。所以现在大家开始变得非常关注,非常想要去解决这个问题。

这个图更加直观,可以看到重灾区其实就是京津冀地区还有东部地区,京津冀是最严重的。

之前我们也收到一些采访的问题,说为什么这几年就特别不好呢?这个比较复杂,先简化一点去说,这里面既有人为的原因,也有天公不作美。

人为的原因就是我们排放控制没有做好。气象原因,是因为其实这几年由于全球升温的大趋势,在全球的臭氧背景浓度都在上升,特别是东亚地区,我们国家是首当其冲,上抬幅度比较大。

还有一个原因,也跟我们人为相关的,实际上因为在过去几年我们的颗粒物的浓度下降,使得整个颗粒物在空气中的散射和吸收的作用降低了,太阳辐射是加强的,使得具有光化学污染机制驱动的臭氧污染上升了

这里面有些研究做过分析,到底人为占多少,气象、气候因素占多少,基本上的结论还是人为是主要的因素。像在珠三角地区,整个空气质量相对比较好,控制措施也比较到位,这种情况下,它的天气或者是外在条件因素的影响是在40%左右,这是邵敏老师团队在的研究成果。

还有一个需要注意的是,之前总听到一种说法,我刚才也提到了,说是因为PM2.5浓度低了,臭氧浓度就上来了,但我觉得,这是一个对现实结果的描述,但是不是必然的因果关系,不能让PM2.5来背臭氧的锅,因为如果控制得当的话,实际上两种污染物是可以同步下降的,并且当颗粒物污染浓度下降到40微克以下的时候,这种对辐射的影响的改变效用是很小的。所以越到后面,颗粒物的锅越不能背,这个是需要再强调一下。

种类多数量少,在管理中总是会被混合投放,这可能产生二次污染,也会让后面的分拣人员面对更高的健康风险和工作量。有没有可以解决的管理方法呢?北京市和谐社区发展中心与无毒先锋携手试点小区的实践成果告诉你~