近年来,随着PM2.5浓度的逐步下降,臭氧污染问题日益凸显,已成为我国许多城市夏季首要空气污染物。与一次污染物不同,臭氧是典型的二次污染物,由挥发性有机物(VOCs)和氮氧化物(NOₓ)在阳光照射下发生光化学反应生成。由于其形成机制复杂、前体物来源广泛,单一减排措施往往难以奏效,须采取多污染物、多行业、多尺度的
臭氧污染协同控制策略。
一、臭氧形成的化学机制决定协同必要性
臭氧并非直接排放,而是VOCs与NOₓ在高温、强光照条件下经一系列链式反应生成。其中,VOCs提供反应活性,NOₓ则调控臭氧生成效率。在不同区域,臭氧生成可能处于“VOCs控制型”或“NOₓ控制型”,甚至“协同敏感型”。这意味着:
- 在VOCs富集区(如石化、涂装密集区),优先削减VOCs更有效;
- 在交通源主导的城区,NOₓ减排可能短期内反而导致臭氧升高(因NO对臭氧有滴定消耗作用);
- 长期来看,VOCs与NOₓ须同步、按比例削减,才能实现臭氧浓度的持续下降。
因此,脱离前体物之间的化学耦合关系,孤立控制某一类污染物,不仅效率低下,还可能适得其反。
二、重点行业协同减排措施
1. 工业源
- 石化、化工、涂装、印刷等行业是VOCs主要排放源。通过源头替代(水性涂料、低VOCs原辅材料)、过程密闭(设备泄漏检测与修复LDAR)、末端治理(RTO、活性炭吸附+脱附)等手段,可大幅削减VOCs排放。
- 同时,这些行业往往配套锅炉或工艺加热装置,需同步推进NOₓ超低排放改造(如SCR脱硝),实现“一厂双控”。
2. 移动源
- 机动车尾气同时排放NOₓ和VOCs。推广新能源汽车、提升油品质量、加强在用车监管(如OBD远程监控)、优化交通组织,可协同降低两类前体物。
- 非道路移动机械(如工程机械、船舶)也需纳入管控,推广清洁燃料和尾气后处理技术。
3. 生活源
- 建筑装饰、干洗、餐饮油烟等散源VOCs易被忽视。通过规范溶剂使用、推广集中式干洗、安装高效油烟净化设备,可减少无组织排放。
- 夏季倡导错峰加油、减少露天喷涂等公众行为干预,亦具协同效益。
三、区域与季节协同管理
臭氧具有明显的区域性传输特征。单个城市减排难以独善其身,需在城市群或流域尺度上统一规划。例如,京津冀、长三角、汾渭平原等重点区域已建立臭氧污染联防联控机制,包括:
- 统一排放标准与执法尺度;
- 共享监测数据与预报预警;
- 联合开展应急减排(如高温强日照日启动VOCs错峰生产)。
此外,臭氧污染具有显著季节性(春末至初秋高发),应实施季节性差异化管控:
- 春季重点防控VOCs,抑制臭氧生成潜势;
- 夏季强化NOₓ与VOCs协同削峰;
- 秋冬季在保障PM2.5治理的同时,避免过度削减NOₓ导致次年臭氧反弹。
四、技术与政策协同支撑
1. 精准溯源技术
利用VOCs组分监测、臭氧生成潜势(OFP)分析、光化学模型等手段,识别关键活性物种(如芳香烃、烯烃)和重点排放行业,实现“靶向治理”。
2. 排放清单动态更新
建立高时空分辨率的VOCs与NOₓ排放清单,量化各源贡献,为协同减排比例提供科学依据。
3. 法规标准协同修订
在制定行业排放标准时,同步考虑VOCs与NOₓ限值;在空气质量达标规划中,将臭氧与PM2.5协同改善目标纳入考核。
4. 经济激励机制
通过排污收费、绿色信贷、环保税优惠等政策,引导企业主动实施协同减排技术改造。
五、结语
臭氧污染治理是一场系统性工程,无法依靠单一手段或局部行动取胜。坚持VOCs与NOₓ协同减排、工业与生活源协同管控、区域间协同联动、技术与政策协同推进,才能有效遏制臭氧污染上升趋势,实现空气质量改善。这不仅是环境治理的必然要求,更是推动绿色低碳高质量发展的内在需要。