“十四五”減污降碳戰略下，臭氧污染防治的新形勢與新對策
【谷騰環保網訊】今年以來，全國空氣質量總體持續向好，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，四川省多地發布臭氧污染黃色預警；“五一”期間，北方地區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、保定等地亦出現連續數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，引發呼吸系統疾病，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，帶來農作物、森林等的減產，進而削弱生態系統的碳通化能力。臭氧污染所造成的農作物減產會帶來直接的經濟損失，在我國，由于臭氧污染導致的小麥、水稻和玉米的產量損失分別高達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）和揮發性有機物（VOCs）在光照條件下引發了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、交通和電廠，VOCs主要源自溶劑使用以及工業、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，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果顯示，臭氧濃度高值往往出現在夏秋季氣溫偏高、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，基于大氣氧化性調控原理，協同控制甲烷、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，我國連續印發實施《大氣污染防治行動計劃》《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》，空氣質量得到明顯改善，全國PM2.5濃度快速下降，于2020年首次實現年均值達標。但近地面O3濃度卻呈現波動上升趨勢，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占總超標天數的比例較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，國家發布《關于深入打好污染防治攻堅戰的意見》，首次在國務院文件中提出“臭氧污染防治攻堅戰”任務，并作為“十四五”深入打好藍天保衛戰三大攻堅戰之一予以實施，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“大力推進揮發性有機物和氮氧化物協同減排”，并延續了“藍天保衛戰”關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協同控制解決方案方面提出更高的需求。
但在現階段，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略仍未出臺，地方臭氧污染治理路線缺乏系統性技術指導。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同控制機制。三是臭氧污染的區域性特征明顯，局地污染物減排措施難以有效降低臭氧濃度，必須進行區域大氣污染物聯防聯控。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影響較大的活性物種亦有數十種，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推進：
明確臭氧濃度改善目標，加快制定臭氧達標規劃。建議在“十四五”臭氧污染防治攻堅戰的基礎上，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域及粵港澳大灣區、成渝地區、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協同防治的工作原則，制定臭氧達標規劃編制指南、明確臭氧達標判定原則，推進重點區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同治理綜合戰略。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略，協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，適度開發天然氣，推進能源結構轉型；“十四五”期間，應加快構建不同尺度協同排放清單并制定相應的規劃及管理機制，落實國家關于京津冀及周邊、長三角及汾渭平原燃煤壓減目標，實現燃油消費量下降5%左右。
劃定臭氧污染聯防聯控區，實現臭氧區域協同治理。臭氧污染具有較強的區域輸送特點，因此，應首先識別臭氧超標區范圍，根據臭氧時空間分布特征和傳輸路徑，劃定臭氧污染聯防聯控區，推動建立區域臭氧污染防治聯動機制及管理制度，對重點前體物排放區域制定嚴格的行業排放標準，尤其是VOCs排放控制標準起步較晚的地區。
制定協同控制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系，需制定以控制大氣氧化性為核心的臭氧與PM2.5協同控制策略，提高控制NOx和VOCs排放的協同效益。各地結合實際，提出分地區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，確定不同地區主導控制物種，組織力量集中突破區域尺度臭氧預報預警技術及傳輸比例分析，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。
加強交通源排放控制，協同管控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政策及配套激勵政策，降低城市重點區域的排放強度，保護人群健康；三是提高車用油品標準和汽車排放標準，加強監管；四是優化機車輛結構，加快老舊車的淘汰，加快新能源汽車推廣使用。
深化工業源VOCs專項治理，減少人為源VOCs排放。據不完全統計，VOCs排放涉及行業有120個以上。現階段，應以石油化工、汽車、家具、包裝印刷等行業為整治重點，按照“分業措施、一行一策”的原則，開展高效、精準的VOCs治理行動。加嚴行業VOCs排放標準，大力推動企業的源頭改造、過程控制、末端治理和綜合利用等全過程控制。結合經濟手段鼓勵、支持企業進行技術改造。同時，強化監管，執法檢查，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以及各種空氣質量實時發布平臺，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：當地面附近形成可能對健康造成有害影響的高水平臭氧時，政府就會宣布臭氧行動日。在阿肯色州，當空氣質量指數（AQI）為100—150區間時，當地政府會發布臭氧行動建議，警示人們過長的戶外運動會危害敏感人群的健康；當空氣質量指數大于150的時候，會發布臭氧行動警報，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，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，例如節約用電、綠色出行、限制發動機怠速等，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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