光化学污染

今年入夏至今，全国持续多天高温天气，各地频发臭氧污染严重。相比臭名昭著的PM2.5，臭氧污染这个“看不见的隐形健康杀手”对普通民众更具有迷惑性，更容易让人忽视。　　作为强氧化剂，近地面的臭氧会强烈刺激人的呼吸道，造成咽喉肿痛，引发支气管炎和肺气肿等；甚至会导致人的神经中毒，头晕头痛、视力下降、记忆力衰退；破坏人体免疫机能，诱发淋巴细胞染色体病变，加速衰老等。高浓度臭氧还会危害农作物等植物。针对日益增长的的臭氧监测需求以及大气光化学污染复杂的反应机理特性，聚光科技（杭州）股份有限公司（以下简称“聚光科技”）推出大气光化学污染监测解决方案。方案特点　　监测因子全面覆盖　　方案包含了光化学前体物监测系统、光解速率监测系统和特征产物监测系统，能够实现光化学污染因子全面覆盖监测。可满足研究机构和环保局、监测站等对光化学污染物的监测、预警预报、污染形成原因、机理及过程分析的需要，为光化学污染管理手段提供数据支撑和效果评估。　　自主研发，软硬件一体化 　　集成度高，专业性强；与北京大学强强联合，强大的硬件支撑，专业分析平台，实现数据采集-质控，数据应用分析展示等。软件功能　　1． 光化学污染物各组分时序统计； 　　2． O3时空分布 　　3. EMKA曲线绘制，VOCs和NOx控制区分析；根据当地情况测算出最合理经济有效的控制比例；　　4. VOCs活性，OFP/SOA贡献分析；实现精细管控，靶向治理； 　　5. 治理效果评估，闭环监测跟踪，优化治理手段。 核心设备　　强强联合，与北京大学、南开大学等权威机构合作；强大的研发团队，设备性能稳定可靠。　　AQMS-600 氮氧化物分析仪 　　AQMS-600氮氧化物分析仪是基于化学发光技术测量ppb~ppm级NOX的分析仪，为环境空气质量监测系统的分析仪之一，用于检测和评价环境空气质量参数中NOx的浓度水平。　　Synspec GC955-611/811 臭氧前驱体（VOCs）分析仪 　　GC955臭氧前驱体分析系统由低碳（C2-C5）分析仪和高碳（C6-C12C）分析仪两套仪器组成；分析仪采用FID+PID双检测器组合，确保分析的高灵敏度和高选择性。该系列仪器已经取得包括德国、欧盟和中国等国家的自动测量认证。　　PFS-100 光解光谱仪 　　在大气光化学污染问题研究中，部分光化学反应的关键物质及自由基（如O1D、NO2、OH、HONO、HCHO等）的光解速率是分析大气光化学污染状况及程度的重要指标，因此对光解速率的测量是研究光化学污染的必要手段。光解光谱仪（PFS-100）则是聚光科技针对光解速率测量需求，结合多年环境监测仪器的开发经验的一种基于光谱测量来计算大气中不同物质光解速率的仪器，可以实现在线连续测量大气中多种物质的光解速率，应用于大气光化学污染状况分析中。　　AQMS-300 臭氧分析仪 　　AQMS-300臭氧分析仪是聚光科技集多年的环境与安全监测仪表开发经验，采用紫外监测技术，推出的气体臭氧含量检测仪。该仪器可广泛应用于环境和污染源气体质量监测中臭氧浓度的监测，也可应用于气象、消毒、视频安全等其他需要进行臭氧浓度监测的领域。　　PANs-1000 大气PAN在线分析仪 　　过氧乙酰硝酸酯[CH3C(O)OONO2，PAN]是光化学污染的重要二次污染物，由于其不存在天然排放，全部由VOCs与NOx经光化学反应产生，常被当作光化学污染的指示剂。聚光科技与北京大学环境与科学工程学院强强合作，推出了PAN-1000大气PAN在线监测系统。该系统可广泛用于环境监测站、气象观测站、高校科研院所等场所进行大气PAN在线监测研究。

近日，南京空气持续污染，臭氧连连超标。据南京环保微博发布的信息，造成本次南京空气污染的首要污染物是臭氧，南京又一次出现了大范围的光化学污染。 　　据悉，2011年，南京就曾出现一次罕见的大范围光化学污染 2012年，广东省光化学污染严重，臭氧成为重要污染物。“光化学污染经常出现，北京、上海、广东、南京等大城市都曾出现过。”南京大学大气科学学院教授刘红年说。 　　何为光化学污染? 　　兰州大学大气科学学院副教授陈强介绍，光化学烟雾主要是大气中的碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物，在阳光的作用下发生光化学反应而生成的二次污染物。 　　“所谓光化学污染，光是关键因素之一，阳光越强烈光化学反应越快速越充分，因此，夏季是光化学污染的高发期。但是不排除北半球有些地区冬春季臭氧高值是由于受大气环流影响，导致平流层臭氧向对流层输送。”中国科学院大气物理研究所副研究员孙扬解释说，产生光化学污染的主要一次污染物是氮氧化物和挥发性有机物，机动车尾气是城市里最主要的污染来源，其他的氮氧化物来自于工业燃烧排放，挥发性有机物来自工业废气和化学有机溶剂、汽油挥发，餐饮排放等。 　　这并非一个陌生的概念，谈起光化学污染，人们不免恐慌，第一反应便是光化学烟雾污染。上世纪四五十年代出现的洛杉矶光化学烟雾污染，造成了数百人的死亡。“光化学烟雾的成分非常复杂，有对流层臭氧、挥发性有机化合物、过氧乙酰基硝酸酯、醛类、酮类等污染物，其对人体带来的影响则是刺激眼睛、鼻粘膜等，造成各种器官病变，甚至导致死亡。”刘红年解释，光化学污染并非光化学烟雾污染，光化学烟雾是光化学污染达到一定的严重程度，出现的可见烟雾。京津冀、珠三角、长三角地区出现的大多为光化学污染，光化学烟雾污染较为罕见。“二者的严重程度、危害性还是有一定区别的，光化学烟雾污染更为严重、危害性更大。”刘红年说。 　　臭氧——光化学污染的重要指标 　　陈强介绍，臭氧是光化学污染的指示性物质，一旦臭氧浓度超标，即表明可能出现了光化学污染，对人体具有一定的危害性。 　　2012年新修订的《环境空气质量标准》，增加了PM2.5和臭氧8小时浓度限值监测指标。可见，在环境空气质量评估中，臭氧占有重要地位。 　　大气中臭氧层对地球生物的保护作用早已广为人知，它能吸收太阳释放出来的绝大部分紫外线，使动植物免遭这种射线的危害。而臭氧浓度超标为何有害呢? 　　刘红年介绍，位于不同大气层的臭氧有不同的作用。平流层臭氧层能够吸收绝大部分的有害太阳紫外线，为地球上的生物提供天然的保护屏障。对流层臭氧属于温室气体，会导致全球增温效应。另外，作为强氧化剂，臭氧几乎能与任何生物组织反应。当臭氧被吸入呼吸道时，就会与呼吸道中的细胞、流体和组织很快反应，导致肺功能减弱和组织损伤。对那些患有气喘病、肺气肿和慢性支气管炎的人来说，臭氧的危害更为明显。臭氧同样是植物生长的大敌，它能抑制各种植物的生长，给农业生产带来重大损失。臭氧也会对一部分颗粒物的产生起到促进作用，降低大气能见度。 　　如何防治“光化学污染” 　　光化学污染与雾霾天气都能使大气能见度显著下降。孙扬说：“这两种污染确实有些共性，但又有各自的特点。易灰霾在白天夜间都会出现，光化学烟雾只在光照充分的白天出现。灰霾的主要污染物是PM2.5，光化学烟雾的主要污染物和指示物是气体污染物臭氧，但除了主要污染物，灰霾天也存在很多气体污染物，如硫氧化物、氮氧化物、有机物等，而光化学烟雾发生时也存在很多颗粒污染物，如含氮有机颗粒物。” 　　今年以来，在我国许多大城市的观测数据表明，在晴天，天气比较稳定的时候，PM2.5和臭氧浓度都非常高，易形成灰霾和光化学烟雾的混合污染状态。“在一定的天气条件下，灰霾和光化学烟雾可能同时叠加出现，也可能相互转化。”孙扬说。 　　上世纪七八十年代，兰州西固区出现了国内首次光化学烟雾污染，此后，京津唐、珠三角、长三角地区均发生过光化学烟雾污染。近些年，光化学污染越发严重，发生次数越来越多。 　　对此，孙扬一点也不感到意外，他认为城市污染源的增加，如机动车保有量的快速增加，各种工厂数量的增加等等，都是光化学污染加重的关键因素。“GDP要增长，那么能源消耗就要增加，能源消耗增加就意味着排放增加，虽然排放标准也在提高，技术也在进步，但从目前效果来看，排放还是在持续增加，排放增加的结果就是各种污染的增加。” 　　陈强指出，在出现大范围光化学污染的紧急状况下，可以通过喷洒化学抑制剂，通过降低污染物的浓度，达到暂时控制光化学污染的目的。但是，孙扬认为，减少氮氧化物和挥发性有机物排放才是防治光化学污染的根本所在。 　　刘红年介绍，机动车尾气是造成光化学污染的“罪魁祸首”，所以严格遵守排放标准，提高油品质量，使用清洁燃油，改善机动车发动机工作状态、安装机动车尾气净化装置等，是防治光化学污染的重要方法。同时，加强对工厂的废气排放管理，减排限排 设立监测站，经常监测光化学污染的状况等也是必不可少的方法。 　　此外，绿色植物能吸收二氧化碳、释放氧气，不同的植物对二氧化硫、氯气、氯化氢、臭氧、放射线、氨、铅等有害物质有不同的吸收能力，大面积地植树造林，增加绿色植物，既能调解大气中的碳氧平衡，又能达到净化空气的效果，也是防治光化学污染的有效方法。(原标题：光化学污染：与PM2.5一样危害大)

夏季将至，又到了一年中臭氧污染的高发季。根据监测数据显示，2019年5月期间，全国367个监测臭氧的城市中超过半数城市均出现八小时滑动平均浓度超标，O?已成为影响空气质量达标的重要指标。2019年5月全国臭氧监测城市8小时滑动平均浓度超标情况（数据来自真气网）　　夏季强辐射有助于O?生成，而O?是光化学烟雾（污染）的核心污染物。当光化学烟雾发生时，大气呈淡蓝色，可降低大气能见度，具有强氧化性，会刺激人的眼睛和呼吸道。光化学污染来袭，O?成为限制优良天数的重要指标。　　大气光化学污染的生成给大气环境质量提升带来更多挑战，如何科学防治大气光化学污染，往往面临以下痛点：污染现状不明… … 污染特征？变化规律？污染成因不明… … 本地生成？区域传输？臭氧生成控制区？管控无措… … VOCs优控组份？重点行业？重点企业？如何评估减排效果？　　针对国内光化学污染防控项目需求，聚光科技依据我国《环境空气臭氧污染来源解析技术指南（试行）》，结合专业分析工具和先进计算模型，推出光化学数据分析平台，重拳出击大气光化学污染。聚光科技光化学数据分析平台　　该数据分析平台处于国内领先水平，核心模块与国内顶级科研团队合作开发，算法准确权威。目前拥有30多项功能，能满足客户最迫切的分析需求。重拳出击大气光化学污染提升“气质”妥妥的重拳第一式 全面监测，摸清现状　　系统集成区域环境中各光化学污染因子浓度，结合气象条件分析重点时段污染状况，摸清臭氧污染现状。　　通过获得O?本地生成与区域传输贡献占比，量化O?本地及传输贡献占比。监测因子时间序列图传输贡献重拳第二式 控制区判定，最优削减方案制定　　聚光科技通过与北京大学专业团队合作，将观测到的O?及其前体物浓度、气象参数和其他光化学参数等输入基于观测的模型，绘制EKMA曲线，通过帮助客户判断本地O?生成过程为VOCs控制还是NOx控制，来制定高效减排策略。经验动力学模拟方法（EKMA曲线）重拳第三式 OFP排名，识别重点管控物种　　通过臭氧生成潜势（OFP）表征不同VOCs组分生成O?的潜能，通过OFP排名，识别需要重点管控的VOCs物种。臭氧生成潜势（OFP）排名潜势VOCs组分OFP占比重拳第四式 追因溯源，制定管控方案　　基于受体模型和VOCs源示踪物，定量解析对VOCs贡献的主要源类。解决客户管控无措或管控无着力点的困境，为客户提供清晰明了的O?及其前体物管控建议。VOCs源类浓度和占比变化时间序列图VOCs来源解析终极拳 效果评估—管控策略的有效性　　通过阶段性总结，评估管控措施实施后O?污染改善效果，帮助客户提出管控行动方案调整建议，进而实现更高效的管控。　　聚光科技大气光化学数据分析平台实际应用效果显著，具备丰富的项目经验和应用案例。截至目前，该平台已为浙江、海南、四川和上海等多地提供数据分析服务。