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探析空气中臭氧的产生原因及控制对策
发布日期:2019-01-15  来源:环境与健康杂志   浏览次数:120
核心提示:自从臭氧纳入环境空气质量指数(AQI)计算后,越来越引起人们的关注,因为它是各城市导致污染天气产生的主要超标污染物。1、首要污染物的确定按照我国
 自从臭氧纳入环境空气质量指数(AQI)计算后,越来越引起人们的关注,因为它是各城市导致污染天气产生的主要超标污染物。
1、首要污染物的确定
按照我国现行的《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》(HJ 633—2012)的相关规定,空气质量指数(Air Quality Index,简称AQI)是由空气中细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳等六项主要污染物中最大的空气质量分指数确定的。SO2、NO2、CO、PM10、PM2.5的分指数是按照24小时的平均浓度值计算得出,而O3的分指数则是按照当天滑动8小时平均值当中的最大值计算得出。当其他污染物浓度较低时,O3的分指数就成为各分指数中最大者,O3成为首要污染物。
经统计,2017年,我市O3为首要污染物的天数共137天, 占全部天数的37.5%。
2、臭氧的产生机理
2.1 臭氧层臭氧的产生机理和作用
高层大气中的氧气受阳光紫外辐射变成游离的氧原子,有些游离的氧原子又与氧气结合就生成了臭氧。地球上空12km以上的空气层叫平流层,有一层厚厚的臭氧层,它像一把保护伞,吸收了太阳照射到地球上的大部分紫外线,使地球上的众多动植物和人类免遭强烈紫外线的伤害。
2.2 近地面空气中臭氧的产生机理
距地球表面12km范围的空气层叫对流层,与人类活动关系密切,特别是地球表面上空2km的空气层受人类活动影响很大。近地面空气中的臭氧除少量是环境空气中自然产生的(如雷电导致O3产生)以外,绝大部分是由于人类生产生活排放的大气污染物在空气中发生光化学反应生成的。
化石燃料的燃烧和工业企业排放到空气中的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)和挥发性有机物 (VOC)等一次污染物,在阳光的作用下发生光化学反应(在可见光或紫外线照射下,由物质的分子吸收光子后所引发的反应),生成臭氧(O3)、甲醛、酮、 过氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物。在阳光紫外线的作用下,NO2、SO2、CO、挥发性有机物(VOC)参与了一系列光化学反应,生成了以臭氧为代表的光化学氧化剂。
“在天是佛,在地是魔”常被用来描述臭氧。当臭氧位于15至25千米的平流层中时,它是地球的保护伞,阻挡地球上的生物免受紫外线侵扰;而在近地面,氮氧化物等化合物受高温、太阳辐射催化形成臭氧,就成了污染物。
3、臭氧作为首要污染物的成因分析
进入5月之后,我市臭氧浓度作为首要污染物出现的天数显著增多。一般来说,在晴朗夏季的天气条件下,风速小,污染物难以扩散,有利于光化学反应生成O3。充足的氧气和紫外线是臭氧产生的必要条件,在森林、海边、瀑布边,臭氧的浓度都比其它地方的高。臭氧浓度与Pm10 、Pm2.5的浓度成反比,森林、海边等空气越干净的区域,臭氧作为首要污染物出现的几率越高。 图1、图2为2017、2016年臭氧8小时、PM10、PM2.5月变化曲线图,从图中可以看出5-10月份臭氧8小时的浓度较高,蓝天白云不等于空气好,"地球保护伞"的臭氧成为夏季首要污染物。
 
 
 
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