O3簡介
我國空氣質量指數(AQI)由細顆粒物(PM2.5)、顆粒物(PM10)、臭氧(O3)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)和一氧化碳(CO)六項指標構成。經過多年的管控治理,目前除O3外,其他五項指標均呈逐年下降趨勢。
O3是地球大氣中一種微量氣體,它是由大氣中氧分子受太陽輻射分解成氧原子后,氧原子又與周圍的氧分子結合而形成的,含有3個氧原子,化學式是O3。大氣中90%以上的O3存在于平流層,離地面10~50km,它可以有效阻擋太陽光的紫外輻射,起到保護人類和環境的作用。但如果O3在近地面濃度較高,則會對人體健康和生態環境產生有害影響,如較高濃度的O3對眼睛和呼吸道有刺激作用,影響心肺功能,除此之外對動植物同樣有害。簡而言之,O3“在天是佛,入地成魔”。
正值夏季,是O3污染高發的時節,因其不像PM2.5和霾污染影響到能見度易被察覺,O3超標時可能晴空萬里,因此也常常易被公眾忽視。對O3污染進行有效防控,有必要了解它從何而來,造成它的“元兇”又有哪些?
? 近地面的O3除少量自然資源排放外,主要來源于人為污染。機動車尾氣、燃煤電廠、石油化工、涂料生產等,向大氣中排放大量氮氧化物(包括NO2和NO)和揮發性有機物(VOCs),這兩者是造成近地面O3污染的罪魁禍首!
NO2、NO和氧氣之間存在著“基本光化學循環”。即NO2在光照作用下分解出氧原子和NO,氧原子可以與大氣中的氧氣反應生成O3,但NO的存在又可以消耗O3。NO、NO2、O3三者相互制衡,達到一種穩態,誰的濃度都不會過高。
? 如果能維持這種動態平衡就不會出現O3污染了,然而因大氣中同時大量存在VOCs,VOCs被大氣中的自由基氧化生成一些中間產物,并進一步與NO反應,促進NO向NO2轉化,導致NO2光解生成O3這條路徑更顯著,將平衡打破,使O3濃度升高。
? 尤其當光照充足、溫度較高時,這一系列的光化學反應就會快速發生,造成近地面O3的積累,當O3日最大8小時平均濃度超過160微克/立方米(環境空氣質量二級標準限值)時,就形成了我們所說的“O3污染”。