“十四五”減污降碳戰(zhàn)略下，臭氧污染防治的新形勢與新對策
【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】今年以來，全國空氣質(zhì)量總體持續(xù)向好，1—4月，細顆粒物（PM2.5）等5項主要大氣污染物濃度均值同比下降4.9%—18.2%，但臭氧濃度卻達到近5年同期最高水平。4月，四川省多地發(fā)布臭氧污染黃色預警；“五一”期間，北方地區(qū)普遍的升溫也給這里帶來了一波臭氧小高峰，北京、河北唐山等地均出現(xiàn)了短暫的臭氧小時濃度超標情況；天津、邢臺、保定等地亦出現(xiàn)連續(xù)數(shù)小時的臭氧濃度高值。臭氧，這位隱秘的健康殺手正隨著夏季的到來、氣溫的升高，漸漸向我們逼近。
臭氧污染的來源與影響因素
作為天然存在于大氣之中的氣體，臭氧在平流層為地球阻擋了高能量的紫外線輻射（30nm以下）到地面，是當之無愧的“地球生命系統(tǒng)保護傘”。但到了近地表，卻成為一種具有強氧化性的空氣污染物。
暴露在高濃度的臭氧中，會對我們的呼吸道、眼睛、皮膚等帶來刺激，引發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病，有研究表明，長期暴露在臭氧下還會導致人群負性心理癥狀。最新全球疾病負擔報告顯示，臭氧污染長期暴露每年造成全球36.5萬左右的過早死亡。不僅如此，臭氧的氧化作用還會抑制植物光合作用，導致植物葉片壞死、灼傷，帶來農(nóng)作物、森林等的減產(chǎn)，進而削弱生態(tài)系統(tǒng)的碳通化能力。臭氧污染所造成的農(nóng)作物減產(chǎn)會帶來直接的經(jīng)濟損失，在我國，由于臭氧污染導致的小麥、水稻和玉米的產(chǎn)量損失分別高達33%、23%和9%，年損失總額估計為630億美元。此外，臭氧也是一種溫室氣體，盡管在大氣中停留時間較短，但它及其前體物具有較高增溫潛勢(GWP)，會對短期氣候帶來顯著影響（圖1）。
圖1.臭氧與PM2.5及其主要前體物對氣候變化的影響
臭氧和二次PM2.5的生成具有共同來源，大氣中的氮氧化物（NOx）和揮發(fā)性有機物（VOCs）在光照條件下引發(fā)了OH自由基化學反應并生成臭氧和PM2.5，NOx和VOCs是兩者共同的前體物。
圖2.O3主要前體物與二氧化碳人為源排放來源分析
如圖2所示，NOx主要源自工業(yè)、交通和電廠，VOCs主要源自溶劑使用以及工業(yè)、交通、居民源等人為源排放，以及植被等天然源排放等。綜合來看，上述行業(yè)中化石燃料的消費活動仍是臭氧污染的主要貢獻者。研究顯示，我國煤、石油、天然氣的開采與使用對大氣中臭氧濃度的貢獻比例超過85%，相比其對PM2.5濃度的貢獻高出了13個百分點。
由于臭氧的形成是一系列復雜的光化學反應，在短期內(nèi)，這一過程可能受溫度、濕度、輻射及邊界層高度等氣象因素的影響，如我國典型城市的臭氧觀測結(jié)果顯示，臭氧濃度高值往往出現(xiàn)在夏秋季氣溫偏高、風速小、云量少的午后時段；長期來看，臭氧濃度則主要受前體物排放及氣候的雙重影響。值得注意的是，甲烷作為一種揮發(fā)性有機物，同時也是一種強效的溫室氣體，不僅會在NOx作用下與OH反應生成臭氧，其具有的顯著的輻射強迫也會通過改變大氣溫度影響臭氧的生產(chǎn)與分解速度。有研究認為，甲烷排放對臭氧背景濃度的貢獻達50%。此外，臭氧和二次PM2.5生成過程相近又相互影響，臭氧前體物也是二次PM2.5的前體物。因此，基于大氣氧化性調(diào)控原理，協(xié)同控制甲烷、NOx以及非甲烷總烴（NMHC）的排放，能夠同時控制臭氧、PM2.5以及溫室氣體的目的。
“十四五”臭氧污染防控建議
2013年以來，我國連續(xù)印發(fā)實施《大氣污染防治行動計劃》《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》，空氣質(zhì)量得到明顯改善，全國PM2.5濃度快速下降，于2020年首次實現(xiàn)年均值達標。但近地面O3濃度卻呈現(xiàn)波動上升趨勢，2020年，全國臭氧平均濃度比2015年上升12.6%達137ug/m3，以臭氧為首要污染物的超標天數(shù)占總超標天數(shù)的比例較2015年的16.9%升至37.1%，全國337個城市中，臭氧超標城市數(shù)量從2015年的19個增加到56個（如圖3所示）。
圖3.2015—2020年337城市臭氧與PM2.5濃度達標情況
2021年11月，國家發(fā)布《關(guān)于深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》，首次在國務院文件中提出“臭氧污染防治攻堅戰(zhàn)”任務，并作為“十四五”深入打好藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三大攻堅戰(zhàn)之一予以實施，明確提出“臭氧濃度增長趨勢得到有效遏制”的目標要求，提出要“大力推進揮發(fā)性有機物和氮氧化物協(xié)同減排”，并延續(xù)了“藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”關(guān)于臭氧前體物排放總量削減要求，明確到2025年，VOCs、NOx排放總量比2020年分別下降10%以上，表明國家在補齊臭氧控制短板、推動并尋求臭氧與PM2.5協(xié)同控制解決方案方面提出更高的需求。
但在現(xiàn)階段，臭氧污染治理仍然面臨諸多難點。一是臭氧污染防控中長期戰(zhàn)略仍未出臺，地方臭氧污染治理路線缺乏系統(tǒng)性技術(shù)指導。二是臭氧既是大氣污染物，同時也是短壽命氣候污染物，臭氧濃度受多種因素影響，作用機理十分復雜，需探索實施臭氧、PM2.5與溫室氣體多物種協(xié)同控制機制。三是臭氧污染的區(qū)域性特征明顯，局地污染物減排措施難以有效降低臭氧濃度，必須進行區(qū)域大氣污染物聯(lián)防聯(lián)控。四是臭氧主要前體物來源復雜，以VOCs為例，已鑒定出的就有300多種，其中對臭氧污染生產(chǎn)影響較大的活性物種亦有數(shù)十種，治理難度大。
因此，為進一步加強臭氧污染防治，建議在如下幾個方面持續(xù)推進：
明確臭氧濃度改善目標，加快制定臭氧達標規(guī)劃。建議在“十四五”臭氧污染防治攻堅戰(zhàn)的基礎(chǔ)上，推動制定分階段臭氧濃度改善目標，尤其是大氣治理重點區(qū)域及粵港澳大灣區(qū)、成渝地區(qū)、長江中游城市群等主要城市群的臭氧濃度控制要求。同時，基于臭氧和PM2.5協(xié)同防治的工作原則，制定臭氧達標規(guī)劃編制指南、明確臭氧達標判定原則，推進重點區(qū)域和地方臭氧達標方案的制定與實施。
制定大氣污染物和溫室氣體協(xié)同治理綜合戰(zhàn)略。基于臭氧既是大氣污染物也是短壽命溫室氣體的雙重性，且對于臭氧而言，前體物甲烷排放量增加不僅會加重臭氧污染程度，同時也會威脅氣候安全。需建立綜合的防治戰(zhàn)略，協(xié)同控制大氣污染物和溫室氣體排放；應以化石能源控制為重點，結(jié)合國家減污降碳的要求，進一步明確煤炭、石油消費總量控制要求，適度開發(fā)天然氣，推進能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型；“十四五”期間，應加快構(gòu)建不同尺度協(xié)同排放清單并制定相應的規(guī)劃及管理機制，落實國家關(guān)于京津冀及周邊、長三角及汾渭平原燃煤壓減目標，實現(xiàn)燃油消費量下降5%左右。
劃定臭氧污染聯(lián)防聯(lián)控區(qū)，實現(xiàn)臭氧區(qū)域協(xié)同治理。臭氧污染具有較強的區(qū)域輸送特點，因此，應首先識別臭氧超標區(qū)范圍，根據(jù)臭氧時空間分布特征和傳輸路徑，劃定臭氧污染聯(lián)防聯(lián)控區(qū)，推動建立區(qū)域臭氧污染防治聯(lián)動機制及管理制度，對重點前體物排放區(qū)域制定嚴格的行業(yè)排放標準，尤其是VOCs排放控制標準起步較晚的地區(qū)。
制定協(xié)同控制PM2.5和臭氧的目標和實施策略。由于PM2.5與臭氧前體物相似，但具有較為復雜的生成關(guān)系，需制定以控制大氣氧化性為核心的臭氧與PM2.5協(xié)同控制策略，提高控制NOx和VOCs排放的協(xié)同效益。各地結(jié)合實際，提出分地區(qū)分時段的臭氧前體物排放削減比例目標和控制對策。
加強臭氧污染來源與成因研究與分析。臭氧對NOx和VOCs排放的響應并不是簡單的線性關(guān)系，需深入分析各地不同的臭氧生成機制和污染排放來源，確定不同地區(qū)主導控制物種，組織力量集中突破區(qū)域尺度臭氧預報預警技術(shù)及傳輸比例分析，并指導各地建立拓展基于活性的臭氧前體物排放清單，強化來源解析、傳輸路徑分析等能力建設(shè)。
加強交通源排放控制，協(xié)同管控NOx和VOCs排放。機動車對NOx和VOCs排放貢獻顯著，因此，交通源控制對臭氧污染治理最為重要。一是研究制定車用燃油總量控制政策，從源頭控制交通源排放水平；二是研究實施低排放區(qū)政策及配套激勵政策，降低城市重點區(qū)域的排放強度，保護人群健康；三是提高車用油品標準和汽車排放標準，加強監(jiān)管；四是優(yōu)化機車輛結(jié)構(gòu)，加快老舊車的淘汰，加快新能源汽車推廣使用。
深化工業(yè)源VOCs專項治理，減少人為源VOCs排放。據(jù)不完全統(tǒng)計，VOCs排放涉及行業(yè)有120個以上。現(xiàn)階段，應以石油化工、汽車、家具、包裝印刷等行業(yè)為整治重點，按照“分業(yè)措施、一行一策”的原則，開展高效、精準的VOCs治理行動。加嚴行業(yè)VOCs排放標準，大力推動企業(yè)的源頭改造、過程控制、末端治理和綜合利用等全過程控制。結(jié)合經(jīng)濟手段鼓勵、支持企業(yè)進行技術(shù)改造。同時，強化監(jiān)管，執(zhí)法檢查，違法必究。
臭氧污染公眾健康防護建議
在推動國家和行業(yè)臭氧污染治理行動的同時，公眾對于臭氧污染的認知也需逐步提高。基于臭氧污染治理的復雜度和時間性，污染消除不可能一蹴而就，在日常生活中，應強調(diào)做好自我防護，尤其是在臭氧超標的天氣里。專家建議公眾可以多借助手機APP以及各種空氣質(zhì)量實時發(fā)布平臺，隨時了解臭氧濃度水平，在臭氧濃度較高時減少外出。在美國，政府基于臭氧對公眾的健康危害，實行了一項名為“臭氧行動日（OzoneActionDays）”的計劃：當?shù)孛娓浇纬煽赡軐】翟斐捎泻τ绊懙母咚匠粞鯐r，政府就會宣布臭氧行動日。在阿肯色州，當空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）為100—150區(qū)間時，當?shù)卣畷l(fā)布臭氧行動建議，警示人們過長的戶外運動會危害敏感人群的健康；當空氣質(zhì)量指數(shù)大于150的時候，會發(fā)布臭氧行動警報，警示過長的戶外活動會影響所有人的健康。臭氧行動日在建議公眾減少外出的同時，也要求企業(yè)采取行動減少臭氧前體物的排放，一是避免臭氧對有呼吸系統(tǒng)疾病的人群造成的呼吸困難，二是幫助減少導致地面臭氧的排放。
對于公眾，可以采取以下措施減少臭氧污染對健康的危害：
盡量減少外出活動，特別是在高臭氧濃度的中午和下午的戶外活動，以降低臭氧暴露的風險。
如果要外出，請盡量避免劇烈運動，盡可能的減少呼吸系統(tǒng)遭受的污染暴露水平。同時，外出做好適當防護，佩戴符合國家標準的口罩，例如帶有活性炭涂層的口罩。
要額外注意對老人與兒童的防護，各年齡段的人群平時都應加強身體鍛煉，提高身體素質(zhì)，增強免疫力。
在進行自我防范的同時，公眾也可以采取一些行動來減少臭氧前體物的排放，例如節(jié)約用電、綠色出行、限制發(fā)動機怠速等，這些日常的簡單行動都可以有效的減少空氣污染。
作者單位：能源基金會
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