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臭氧“魔性”大发成大气污染“元凶” 美国人如何降魔?

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时间:2016-06-28 16:01:30
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臭氧“魔性”大发成大气污染“元凶” 美国人如何降魔?   北京近几日持续高温,该市环保监测中心预报显示,从5月18日开始,首要污染物不是颗粒物而是臭氧。5月19日开始连续三天,当日

   北京近几日持续高温,该市环保监测中心预报显示,从5月18日开始,首要污染物不是颗粒物而是臭氧。5月19日开始连续三天,当日14时臭氧浓度一度超过200ug/m3标准。

  北京的臭氧污染并非孤例。检索媒体报道发现,2016年,关于臭氧超标的最早报道见于4月4日,南京出现今年第一个臭氧超标污染天。在上海,5月1日至18日有7个污染日,首要污染物中,除了1天为PM10外,其余6天均为臭氧。在郑州,5月份截止到18日,臭氧作为首要污染物天数达到11天,占比为61.1%。

  近年来,臭氧一度在夏季稳居长江三角洲与珠江三角洲地区污染物之首。根据环保部公布的数据,2013年8月全国74个城市空气质量超标天数中,以臭氧为首要污染物的天数占比超过七成,而PM2.5仅占19.8%。

  魔性的EKMA曲线

  臭氧本是聚集在距地面20-35公里的臭氧层,是保护地球的卫士。但是,近些年来,地面臭氧的浓度却在在不断增长。臭氧引发的危害都是急性的,会强烈刺激呼吸道,引起气道反应和气道炎症增加、哮喘加重;影响呼吸系统,容易对肺部产生急性危害,比如肺气肿。因此,就有专家称臭氧是“在天是佛,下地成魔”。

  地面臭氧,除少量由平流层传输外,大部分是由人为排放的“NOx(氮氧化物)”和“VOCs(挥发性有机物)”,在高温光照条件下二次转化形成的。NOx主要来自机动车、发电厂、燃煤锅炉和水泥炉窑等排放;VOCs主要来自机动车、石化工业排放和有机溶剂的挥发等。

  因此,当二氧化硫超标,削减其排放就能达到减少污染的目的。但是,这种方法不能直接用于对臭氧的控制。学界认为,臭氧治理需利用EKMA曲线,通过控制臭氧前体物NOx和VOCs来控制臭氧。

  

EKMA曲线示意图。来源:刘通浩论文《中国电力行业NOX排放控制成本效益分析》

  EKMA曲线显示了NOx和VOCs对于臭氧生成的复杂关系。当 VOCs与NOx浓度比值偏大的时候,臭氧生成处于 NOx 控制区,臭氧浓度随 NOx 增加而增加,VOCs的变化对臭氧的影响不大;反之,当VOCs与NOx比值较小时,臭氧生成处于VOCs控制区,臭氧浓度随VOCs增加而增大,NOx浓度增加反而会使臭氧浓度降低。

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