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环境空气质量监测助力臭氧污染防治

发布时间:2017-07-27 10:03:15   来源:    浏览次数:306


作为一种越来越受到关注的环境污染物,臭氧污染正在引起公众越来越多的重视。那么,臭氧经常在我国的哪些城市出没?其出没可有规律?我们将如何对付它们?要想了解敌情,就需要请出布下天罗地网的环境监测工作者们。7月5日,中国环境监测总站大气室高级工程师孟晓艳接受了《环境与生活》杂志记者的采访。


中国环境监测总站大气室工程师孟晓艳


目前338座城市可监测臭氧


《环境与生活》:中国环境监测总站是如何监控大气中臭氧的?

孟晓艳:2012年2月29日,国务院发布了新修订的《环境空气质量标准》,新标准增加了细颗粒物(PM2.5)和臭氧8小时浓度限值监测指标。

我国实施新标准监测可以说是分三步走的:

第一步:2013年1月1日起,京津冀、长三角、珠三角区域及直辖市、省会城市和计划单列市共计74个地级及以上城市,率先开展臭氧监测。

第二步:2014年,臭氧监测城市数量增至161个。

第三步:自2015年起,开展臭氧监测的城市增至338座。

在臭氧监测点位的选择上,我们建议先从污染较重、人口较密集的城市地区开展地面臭氧监测,主要是为了说清城市地区臭氧污染情况。

借鉴欧美经验,我们设立了以下4种监测点位:

①上风向和背景监测点;

②下风向最大浓度监测点;

③最大暴露点(高人口密度区);

④最大排放监测点位。设置在靠近臭氧前体物氮氧化物(氮氧化物)和挥发性有机物(挥发性有机物)排放源的地方。

我们认为,开展臭氧监测的城市在建成区内至少应选取2个现有监测点位,即城区高人口密度区代表监测点和最大浓度监测点。有条件的城市应在城市上风向和背景监测点(对照点)、地区影响边缘监测点增加监测点位。臭氧监测布点过程中应充分考虑不同功能监测点设置要求,监测体系应该包括上述各种监测点。若监测结果表明臭氧污染严重,该城市应在所有监测点位监测臭氧。目前我国是在所有的国控环境空气质量监测点位上均配备了臭氧监测设备。

《环境与生活》:我国的臭氧浓度标准是怎样的?和外国的标准有和不同?

孟晓艳:我国《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)规定,臭氧日最大8小时平均浓度限值二级标准为160微克/立方米,这与其他国家臭氧标准水平相当;同时《环境空气质量评价技术规范(试行)》(HJ 663-2013)规定臭氧年评价采用臭氧日最大8小时平均的第90百分位数,高于160微克/立方米为超标。

“臭氧8小时平均”,也称“臭氧8小时滑动平均”,指以某一时刻作为计时终点的前8小时平均浓度的算术平均值。“城市臭氧的日最大8小时平均”是指各点位臭氧日最大8小时平均浓度值的算术平均值。目前,我们采用“城市臭氧的日最大8小时平均”评价这一天臭氧污染水平的标准。臭氧数据统计结果按GB/T 8170中规则进行修约。

《环境与生活》:目前,我国的臭氧监测技术体系是否完备?

孟晓艳:目前,我国环境空气质量评价过程中,臭氧监测均使用在线监测设备(紫外光度法、差分吸收光谱分析法),其中以紫外光度法的点式设备为主。

可以说我们的臭氧监测技术体系和质控体系较为完备,包括技术方法、仪器设备选型、点位布设、评价技术方法都比较成熟;数据传输、数据审核、量值溯源等也日趋完备。

《环境与生活》:我国当前臭氧污染比较严重的地区主要是哪些?有什么特点?

孟晓艳:我们可以看看2013年以来全国臭氧污染特征及趋势分析,再来看看臭氧变化趋势和主要污染区域。

2013~2016年,全国74座城市的臭氧监测数据表明,这74座城市的臭氧浓度总体呈现上升趋势,且百分位较高区间臭氧浓度逐年上升速率越快。臭氧污染的区域性特征明显,京津冀及周边、长三角、珠三角、成渝、辽中等区域臭氧污染问题突出,平均每座城市每年的臭氧超标天数增长3天,臭氧污染呈明显的日和季节变化特征,每天14:00~17:00达到小时浓度峰值,超标日主要集中于5~10月。另外,臭氧对环境空气质量综合指数的影响逐年增加。

《环境与生活》:我国臭氧污染呈现何种趋势?

孟晓艳:2015~2017年的前5个月,全国臭氧污染总体呈上升趋势,特别是2017年的前5个月,臭氧日最大8小时第90百分位浓度同比明显增加,增幅达10.9%;2017年的前5个月,全国有89座城市的臭氧浓度同比变幅超过20%,73座城市的臭氧浓度同比变幅在10%至20%之间,浓度同比上升城市主要为南方城市,但北方多个城市也出现臭氧浓度大幅上升现象。

从污染物浓度对空气质量的影响来看,虽然臭氧的贡献量在逐年上升,但PM2.5和PM10的污染程度仍较重,对综合指数的贡献大于臭氧。


2013年~2017年前5个月  74城市及重点区域臭氧超标城市数量


全国臭氧超标率明显增加


从今年前5个月全国338座城市臭氧日最大8小时浓度同比变幅来看,浓度同比上升城市主要为南方城市,但北方多个城市也出现臭氧浓度大幅上升现象。

2013年至2017年前5个月全国臭氧超标城市数量明显增加,说明2017年臭氧污染比前几年有所提前,全国臭氧超标率明显增加,峰值浓度也出现明显抬升。

从2013年至2017年的前5个月三大重点区域(京津冀、长三角、珠三角)6项污染物的平均浓度年际变化来看,三大重点区域PM2.5等5项污染物浓度均呈下降趋势,但京津冀和长三角臭氧浓度有显著的逐年上升趋势,特别是2017年上升最为显著。珠三角在2013年至2016年的前5个月的臭氧污染总体平稳,但2017年有大幅上升。从污染物浓度对空气质量综合指数贡献量的影响来看,2017年1至5月京津冀的首要污染物第一是PM2.5,第二是臭氧;珠三角和长三角首要污染物第一都是臭氧。


2015年~2017年前5个月 338城市臭氧日最大8小时浓度同比变幅


区域传输也是臭氧污染成因


《环境与生活》:我国城市臭氧的主要来源是什么?

孟晓艳:应该说,我国城市臭氧污染的成因-形成机制比较复杂,受挥发性有机物和氮氧化物等多种前体污染物影响。

首先,气象条件是臭氧污染的外因。高温、强太阳辐射、低云量、相对湿度较低的情况下,往往容易出现高臭氧浓度值。臭氧超标期间,对比同期气象条件发现,日照(紫外线强度)与臭氧浓度呈正比,在日照强度上升时臭氧浓度同步上升。

其次,臭氧污染形成的内因是氮氧化物、挥发性有机物的排放。臭氧污染不是污染源直接排放产生的,而是排放到空气中的氮氧化物和挥发性有机物,在空气中进行复杂的光化学反应形成的。

再次,区域传输也是区域臭氧污染形成的原因。臭氧除了本地来源外,也受到外界传输的影响。

《环境与生活》:那么,我国对臭氧污染采取了哪些措施?

孟晓艳:《大气污染防治行动计划》(俗称“大气十条”)要求控制臭氧生成的前体物,就是氮氧化物和挥发性有机物等的排放。据我所知,我国对臭氧污染已经采取了以下措施:PM2.5和臭氧协同控制、出台挥发性有机物治理政策标准和大幅度削减氮氧化物排放。

但是,近年来臭氧污染显现,说明氮氧化物和挥发性有机物的控制力度不匹配,氮氧化物减排工作虽然取得积极进展,但挥发性有机物目前尚未得到有效控制,未来还需加强。



2015年全国338个城市臭氧日最大8小时浓度


2016年全国338个城市臭氧日最大8小时浓度


臭氧污染预警已发挥作用


《环境与生活》:您能不能向读者介绍一下,在臭氧污染防治方面,中国环境监测总站做了哪些工作?

孟晓艳:首先,总站进行了城市-区域-背景各尺度臭氧监测。为了解臭氧等污染物的污染程度,探索监测技术方法,中国环境监测总站从2008年起组织天津、上海、重庆、广东省、广州、深圳、南京、苏州、宁波等9个城市或地区,开展了臭氧试点监测工作。

2013年起,我国已有338个城市的1436个城市评价点开展臭氧监测,另外还有16个背景站、96个区域站相继开展臭氧监测。揭示了我国臭氧的时空分布特征,为确定臭氧污染的重点控制区域提供技术支持。

另外,正在组建京津冀区域颗粒物组分和光化学监测网,以北京市及周边为核心,以手工及在线监测相结合,旨在通过对大气污染成因实时解析,探究造成污染的主要原因,因地制宜选择污染控制策略。包括对臭氧及其前体物、颗粒物组分开展监测。

目前,中国环境监测总站已建立了“全国或地区空气质量预报信息发布系统”,已在颗粒物污染预报预警和重污染应急中发挥重要作用。其中的臭氧污染预报预警已发挥作用,提示公众减少在臭氧重污染空气中的暴露时间,缓解臭氧污染所造成的危害。但是,未来我国仍需加强臭氧重污染应急响应体系建设,及时指导并实施科学的氮氧化物和挥发性有机物减排工作。

再透露一下,2018~2020年,我国将在城市-区域-背景部分重点区域的点位上,试点监测挥发性有机物,把臭氧污染防治再往前推进一步。





网络编辑:余雪