自2013年《大氣污染防治行動計劃》推進以來，我國大部分地區(qū)的大氣污染狀況得到了明顯的改善提升。以北京市為例，2013年，北京市全年重污染天數(shù)共58天，占全年的15.9%，平均每周有一天重污染。到2019年，北京市全年重污染天數(shù)已下降至4天。雖然大氣中大部分污染物濃度都呈降低趨勢，但臭氧的含量一直居高不下。臭氧已經(jīng)成為近年來較為突出的空氣污染物之一，且已成為北京地區(qū)的首要污染物。建議從兩方面進行防治，采取四項有效措施應(yīng)對臭氧重污染天氣。

一、什么是臭氧?

臭氧是氧氣的一種同素異形體，化學(xué)式是O3，是大氣中天然存在的一種氧化性痕量氣體。在大氣中只有大約1億分之一，臭氧濃度從地球近地面大氣到平流層，存在明顯的垂直分布，不同高度的臭氧對地球生態(tài)系統(tǒng)的作用也不相同。在距離地面10-35km處存在一個高濃度的臭氧層，其臭氧含量占地球大氣臭氧總量的90%以上，臭氧層阻止了太陽短波紫外輻射進入近地面大氣，保護了人類和地球生態(tài)系統(tǒng)。但是在對流層中，天然臭氧濃度一般較低，通常在100μg/m3以下。

二、臭氧的來源和光化學(xué)煙霧

臭氧的來源主要分兩種，一種是自然來源，一種是人為產(chǎn)生。人為產(chǎn)生臭氧主要是由低空的揮發(fā)性有機物(VOCS)、氮氧化物(NOX)及其它一些物質(zhì)在一定氣象條件(如強日光、低風(fēng)速和低濕度等)中，且在紫外線照射下發(fā)生復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)而生成的，除生成大量臭氧以外，還會產(chǎn)生過氧乙酰胺硝酸酯、含氧有機物(醛類、酮類和有機酸)以及PM2.5等化學(xué)物質(zhì)，這些生成物會對環(huán)境造成二次污染。這種由反應(yīng)物和產(chǎn)物形成的高氧化性混合氣團，就叫光化學(xué)煙霧，其中臭氧是大氣光化學(xué)氧化劑的主要成分，占總氧化劑濃度的85%以上。因此臭氧常常作為光化學(xué)煙霧的代表性污染物，并作為光化學(xué)煙霧防治的主要目標污染物。

光化學(xué)煙霧污染的成因非常復(fù)雜，科學(xué)家常用“緩慢燃燒的火焰”來形容大氣光化學(xué)反應(yīng)體系，并且確認導(dǎo)致光化學(xué)煙霧形成的前體物(污染源直接排放的污染物)是氮氧化物和揮發(fā)性有機物，其主要來源就是機動車尾氣的排放[1]。

三、臭氧的危害

臭氧具有強氧化性，近地面臭氧濃度不斷升高，對身體健康和生態(tài)系統(tǒng)危害巨大。

1、臭氧對人體的危害

臭氧的強氧化性導(dǎo)致其具有腐蝕性，環(huán)境空氣中較高的臭氧含量對人們的日常生活與生命健康造成一定危害，具體而言包括對鼻黏膜和呼吸道造成破壞，使哮喘、支氣管炎等呼吸道疾病的發(fā)病率與罹患率增加，甚至可能對肺部功能造成一定損傷;對眼睛與皮膚造成損害，破壞人體皮膚中的維生素E，出現(xiàn)黑斑;對人體中樞神經(jīng)造成影響，使人體記憶力減退，出現(xiàn)頭暈惡心癥狀;甚至能夠使人體免疫系統(tǒng)能力降低，誘發(fā)染色體病變，加速人體衰老或提升畸形兒產(chǎn)生概率[2]。

2、臭氧對環(huán)境的影響

臭氧污染對農(nóng)作物及植物也有非常明顯的影響。大量實驗研究表明：當O3濃度升高時會導(dǎo)致小麥產(chǎn)量減產(chǎn)[3]，很多綠色植物葉片合成葉綠素的作用也會降低，葉片發(fā)黃，影響光合作用的效率[4];生態(tài)系統(tǒng)的地下部分也會受到臭氧污染的影響，而且是一個不斷積累的過程，受最直接影響到的是植物對水分和養(yǎng)分的吸收以及生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，土壤中的碳、氮循環(huán)系統(tǒng)受到的影響尤其重要，由此造成對植物的傷害而影響土壤的肥力。

3、臭氧對材料的影響

作為一種強氧化性氣體，臭氧能夠較快地與含有不飽和碳碳鍵的有機化合物反應(yīng)，包括橡膠、苯乙烯、萜類、倍半裕烯以及不飽和脂肪酸及其脂類。這些有機化合物普遍存在于室內(nèi)的建筑材料(如乳膠涂料等表面涂層)，居家用品(如軟木器具、地毯等)，以及橡膠、絲、棉花、醋酸纖維素、尼龍和聚醋的制成品中[5]。因此，含有這些材料的物品就極易被臭氧破壞，從而造成染料褪色、照片圖像層脫色、輪胎老化等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

四、臭氧的防治

臭氧污染是治理大氣污染面臨的另一挑戰(zhàn)，控制揮發(fā)性有機物(VOCS)和氮氧化物(NOX)排放是解決臭氧污染問題的關(guān)鍵所在。

1、VOCS的污染防治

VOCs含量的控制是降低臭氧污染危害的重要因素之一，從本質(zhì)上而言，其可以被劃歸為光反應(yīng)的一種有機化合物。VOCs是形成O3和PM2.5的重要反應(yīng)物之一，控制、削減VOCs排放量是O3治理的關(guān)鍵所在。

VOCs來源廣泛，包括天然源和人為源，其中人為源包括工業(yè)源、交通源、農(nóng)業(yè)源和生活源。工業(yè)源VOCs涉及各個行業(yè)，因此VOCs污染防治要有針對性。在對其進行防治的過程中把著重點放到石化、印刷等污染比較嚴重的行業(yè)中，對相關(guān)行業(yè)推行更加精細化的管理形式，最大程度地降低VOCs的產(chǎn)生量。對于石化運輸?shù)绕髽I(yè)而言，應(yīng)重視整個裝卸以及儲存過程的污染控制，運輸時最大程度的選擇密封容器，降低泄露的可能性。加強對工藝廢氣的綜合治理，對生產(chǎn)時所產(chǎn)生的含有污染物的尾氣進行再處理、再利用。推廣使用低(無)VOCs含量、低反應(yīng)活性的原輔材料和產(chǎn)品，優(yōu)化生產(chǎn)工藝。全面推進集裝箱、汽車、木質(zhì)家具、船舶等制造行業(yè)工業(yè)涂裝VOCs排放控制。只有控制VOCs的整體排放量才能從根本上減少低空中的臭氧含量，從而實現(xiàn)大氣污染治理的目的。

2、氮氧化物(NOX)的污染防治

NOx排放來源主要為工業(yè)生產(chǎn)用的各種鍋爐、窯爐排放及交通源排放。對于各類鍋爐、窯爐，必須安裝低氮燃燒器或建設(shè)高效脫硝裝置，進一步減少NOx排放量。

五、臭氧重污染天氣應(yīng)對措施

關(guān)閉門窗。澄清幾個臭氧防護的錯誤辦法：單純的口罩、PP噴溶、玻璃纖維、光觸媒、活性炭、金屬網(wǎng)這些都無法過濾臭氧。最有效的方法應(yīng)是：關(guān)閉門窗，杜絕污染進入。

減少戶外活動。根據(jù)臭氧污染的特點(臭氧污染嚴重時段為每天13:00―17:00光照強度較大的時間段)，建議人們減少戶外活動，出行時多乘用公共交通，盡可能的把綠色出行的理念確切落實到生活的每一次出行中。

改善城市布局。相關(guān)部門應(yīng)對整個城市的工業(yè)空間布局進行改善，對于污染比較嚴重的企業(yè)可以采取強制性手段提升自身工藝水平，從根本上控制污染物的增加量。

完善預(yù)警機制。對現(xiàn)有的大氣污染預(yù)警機制進行完善，各個地區(qū)根據(jù)當?shù)貭顩r制定合適的應(yīng)急方案，確保一旦污染事件發(fā)生相關(guān)部門可以及時啟動預(yù)案，推進整個污染治理工作有效運行。