臭氧汙染的背後有多複雜?

　　臭氧在這個夏天，成為繼PM2.5之後社會討論熱度最高的名詞，收穫了「在天成佛，在地成魔」這一形象的雙面比喻。平流層臭氧為地球罩上了一層保護傘，人們為南極臭氧層空洞的奔走呼籲言猶在耳，而對流層臭氧卻成為人類健康的「隱形殺手」，讓人避之唯恐不及。

　　那麼，我們真的清楚臭氧汙染和其背後的生成轉化機制嗎？我國的臭氧汙染應對目前處於什麼水平？這些問題在北京地球村環境教育中心近日主辦的大氣治理研討會上引起了專家學者的熱烈討論，請看報導。

　　「7月上半月，全國大部分地區擴散條件總體一般，空氣品質以良至輕度汙染為主，首要汙染物以臭氧為主。」大暑將至，在中國環境監測總站的全國空氣品質預報會商中，臭氧毫無意外成為空氣汙染的「主角」。

　　但在生態環境部發布的重點區域2019-2020年秋冬季環境空氣品質目標完成情況中，有另一個值得注意的數據：在本不應是臭氧高發期的秋冬季，337個地級及以上城市臭氧濃度上升了2.8%。

　　機理研究：「越研究就越發現我們知道的只是冰山一角」

　　「秋冬季同樣出現臭氧濃度高值是一個新問題，也是我們最近正在研究的重點。」北京大學環境科學與工程學院研究員陸克定深耕大氣自由基化學領域多年：「臭氧的生成機理簡單來說就是NOx和VOCs在氣溫上升、光照增強的條件下發生快速光化學反應。美國鹽湖城地區的產油盆地臭氧濃度在冬季能高達幾百微克/立方米，這說明臭氧生成過程中，溫度控制的是其轉化速率，而不是決定條件，陽光照射產生的大氣自由基所提供的大氣氧化性才是臭氧生成的核心驅動力。」

　　「中國氣象局數據表明，2019年至2020年冬季，全國平均氣溫為-2.25攝氏度，山東、江蘇、安徽、浙江、廣東和上海6省（市）更是經歷了史上最暖冬季，這說明氣候變化、全球變暖也在一定程度上加劇了臭氧的生成。」能源基金會環境管理項目主任劉欣說。

　　「臭氧汙染機理的明晰是一個漸進的過程，一開始我們知道NO對臭氧有滴定作用，弄清了人為源排放，隨後又逐漸認識到植物源也能排放大量VOCs（能夠起到防衛、傳粉、交流等作用，森林是排放主體）。而NO對臭氧的滴定作用導致過去有些安裝在臨街樓頂的監測點位出現臭氧濃度『窪地』，形象來說，就是機動車排放的NO將臭氧『吃掉』了。」

　　這是否意味著機動車排放的NOx對城市臭氧汙染治理是件好事呢？「這麼想就錯了，大氣是自由流動的，機動車能夠同時排放VOCs和NOx兩種前體物，並且其排放的NOx不只是固定在點位附近，而是擴散到近地面的各個角落。只要遇到VOCs，就能累積產生臭氧，某些臨街點位的臭氧濃度下降了，整體濃度卻在不斷反應增加，所以城市機動車減排十分有必要。」陸克定說：「這背後的二次反應轉化紛繁複雜，越研究就越發現我們知道的只是冰山一角，目前秋冬季臭氧還有很多未知來源，大氣汙染防治從來沒有像今天這樣需要更堅實的科技支撐。」

　　協同減排：大氣汙染的複合型汙染特徵的必然要求

　　科學減少NOx和VOCs排放來實現臭氧和PM2.5汙染協同治理是目前各領域的共識，最有代表性的例子就是疫情期間重汙染天氣的形成。

　　劉欣說：「社會經濟活動極低的背景使NOx排放大幅降低，削弱了其滴定作用，導致臭氧快速累積。高濃度臭氧又增強了大氣環境的氧化性，加劇大氣中的其他光化學反應，如SO2，NOx、NH3和VOCs轉化為硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽和二次有機氣溶膠等二次細顆粒物（PM2.5）等。」

　　他進一步解釋道，現在的大氣汙染具有明顯的複合型特徵，臭氧和二次PM2.5同根同源，一體兩面，根本原因是多種汙染物的高強度排放。

　　對於單個企業，其各種排放首先要確保達到排放標準要求，其次要根據所在地環境空氣品質水平，針對控制特徵汙染物的要求開展強化減排。如一個地區PM2.5超標，則企業一次顆粒物和各種可轉化為二次顆粒物的SO2、NOx、VOCs等都應加大減排力度。如臭氧超標，則應加大NOx、VOCs減排力度，並根據臭氧生成的敏感性分析（NOx控制區還是VOCs控制區）進一步加大某種汙染物減排力度。

　　對一個地區來說，如NOx和VOCs減排力度與臭氧生成貢獻比例不一致，則有可能會促進一些化學反應，造成NO2和顆粒物濃度改善但臭氧反彈的情況出現。

　　紮實應對：「我對我國的臭氧治理前景很有信心」

　　臭氧汙染在部分地區已經從夏季攻堅任務升級為全年攻堅難題。中國工程院院士、清華大學環境學院教授賀克斌認為，全世界面對3個共同的複合汙染難題，即酸雨、PM2.5和臭氧，我們已經基本解決了酸雨的問題，正在努力解決PM2.5的問題，並且取得了明顯進展，臭氧的挑戰正在逐漸凸顯。

　　「『十三五』時期針對NOx有總量減排要求，但VOCs沒有。《大氣汙染防治行動計劃》、藍天保衛戰中均未提及臭氧汙染協同控制的目標、路徑和措施，因此，『十四五』在大氣環境目標的設定上要更強調這兩個方面。」賀克斌告訴記者。這也與生態環境部大氣司司長劉炳江明確的「在『十四五』規劃中針對臭氧的兩項前體物設計減排目標」方向相一致。

　　「還有一個值得注意的現象。」陸克定補充道：「對流層臭氧除了人為源、植物源之外，還有一個天然來源，那就是平流層臭氧在一些下沉氣流的驅動下向地表輸送，進而造成臭氧濃度超標現象。這可以標記為災害性天氣，卻不好從某地當日臭氧濃度的『總帳』中扣除，因為區域輸送與植物源相類似，我們應當對自身提出更高要求去抵消這種不利影響。」

　　「實際上，我國目前臭氧汙染的基礎研究水平在世界上居於引領地位。」陸克定向記者講述了他的親身經歷：「全球對流層臭氧評估委員會10位關鍵性指導委員中，中國佔兩席；近年來，韓國首爾臭氧濃度日趨惡化，他們的環保工作人員專程到北京向我們請教治理思路。疫情期間，義大利米蘭環保局也寫郵件給我，請教我們在北京開展二次汙染防控方面的經驗，並發送監測數據請求給予指導。

　　「這樣的例子還有很多。背後的原因是我們在臭氧研究領域有近50年的研究積累，有系統的頂層設計和充足科研投入，各級政府又特別重視關注，使得我們同時具有最前沿的研究成果和最落地的解決方案，所以我對我國的臭氧治理前景非常有信心。」陸克定笑著說。

　　普通人如何參與到臭氧治理過程中？

　　劉欣：市民可從自身做起，對於生活源主動減排：減少機動車上路行駛，更多採用公交出行；實施夜間加油，減少日間陽光強烈時油氣揮發，選擇油氣回收設施正常、沒有汽油味道的加油站；家裝採用水性塗料，減少溶劑型塗料使用。農村居民不再使用散煤和木柴等固體燃料取暖、做飯，降低燃燒過程中的NOx和VOCs排放。

　　陸克定：對於政府來說，要尊重科學規律，持續強化公信力。對於市民來說，首先要理解和支持政府的決策，其次是要樹立可持續發展和綠色生活的意識，不要輕視生活中的小事。現在正在推行的垃圾分類表面上看和臭氧沒有關係，但是做好垃圾分類能夠讓更多資源進入可循環利用的軌道，間接減少工廠生產新產品所產生的排放，為臭氧汙染防治提供有力支持。