科學監(jiān)測助力美國臭氧污染治理
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夏日熱浪來襲，天氣晴朗的日子越來越多，人們對空氣污染的警惕性也隨之降低。但實際上，在高溫少雨的夏季，臭氧污染愈發(fā)嚴重，難以嗅辨，影響不容小覷。
PAMS為美國臭氧治理
提供精準監(jiān)測
臭氧污染對公眾健康產生的影響不小，它有“強刺激”、“反應快”的特性，人們短期接觸臭氧污染就容易誘發(fā)哮喘、加重肺部疾病。但目前，口罩和空氣凈化器對其難以起到有效的防護作用？茖W治臭氧已成為夏季大氣污染防治面臨的首要任務。
談到科學治臭氧，當然少不了PAMS（PhotochemicalAssessmentMonitoringStations，即光化學污染監(jiān)控網）。PAMS起源于美國，是針對臭氧超標地區(qū)設置的專門的污染物監(jiān)測網絡，監(jiān)測對象包括臭氧、NOx、VOCs、碳氫化合物、羰基化合物等多種前體物和反應物的濃度。
過去數十年來，美國部分地區(qū)一直深受臭氧污染的影響。為了解決這一難題，美國開始研究配套的體系來監(jiān)測臭氧污染。不過，由于臭氧生成機理的復雜性，美國在治理歷程中也走了不少彎路。據亞洲清潔空氣中心相關負責人介紹，PAMS的建立，不僅提供了臭氧及其前體物更為全面的信息，也提供了環(huán)境空氣質量的變化趨勢，這些數據信息對分析臭氧來源、制定臭氧控制相關策略提供了重要的依據，是科學治理臭氧的根基。
PAMS的監(jiān)測對象包括O3、NOx、VOCs、碳氫化合物、羰基化合物等多種前體物和反應物的濃度。大多數PAMS站點監(jiān)測56種目標碳氫化合物，在臭氧污染季通常每小時或每3個小時進行一次監(jiān)測。其他一些監(jiān)測站將監(jiān)測羰基化合物，包括甲醛、乙醛和丙酮，監(jiān)測頻率為每三小時一次。PAMS監(jiān)測的VOCs中，也包括10種有毒有害的物質。所有站點必須每小時監(jiān)測的項目有臭氧、NOx和氣象信息。
實際上，PAMS的完備性在于它可以提供之前監(jiān)測系統(tǒng)難以企及的多種數據，助力于更精細化的臭氧污染治理。首先，它可以提供特定污染物數據庫，這一數據庫可用于確定污染物名錄和甄別不同的VOCs，當然，也可用于制定污染物控制策略、成本有效性分析以及用于分析污染物傳輸機制。
其次，PAMS可以提供特定污染物有代表性的污染源排放影響數據。這些數據可用于分析排放源清單以及制定達標規(guī)劃。
再者，對標準規(guī)定之內的特定污染物提供額外的監(jiān)測數據，用于制定達標或未達標決策，及修訂美國國家空氣質量標準。
不僅如此，PAMS還可以為光化學網格模型提供本地實時的氣象和大氣數據。同時，提供大氣監(jiān)測數據，以用于編制污染物趨勢報告。并且，在合適的監(jiān)測站點，提供對標準規(guī)定之內或之外的特定污染物的監(jiān)測數據。
科學合理建設監(jiān)測站點是關鍵
當然，精確的數據是精準治臭氧的關鍵所在，但是數據的來源是否可靠，取決于監(jiān)測站點的建設是否合理、科學。
建設PAMS的目的在于解決臭氧濃度超標的問題。為了達到這一目標，一個PAMS網絡需要布設4種站點。第一種是上風向背景監(jiān)測站。上風向的站點用于描述上風向環(huán)境范圍的空氣質量，包括區(qū)域傳輸的臭氧及其前體物。這類站點的布點是根據早上的主導風向，設在臭氧前體物排放濃度最高點的上風向。
第二種是臭氧前體物排放最高監(jiān)測站。此類站點主要用于監(jiān)測這個區(qū)域內重要的前體物。與第一類站點的風向相對，第二類站點通常設在臭氧前體物排放最高地區(qū)的下風向。
第三種是臭氧濃度最高監(jiān)測站。這類站點主要監(jiān)測位于前體物濃度最高區(qū)域的下風向的臭氧，通常位于城市區(qū)域邊界下風向的16km~48km處。
第四種是極下風向監(jiān)測站。這些站點用于描述下風向邊界處傳輸的臭氧及其前體物的濃度，以識別這一區(qū)域對其它區(qū)域的臭氧污染影響。
目前為止，美國已經在24個區(qū)域建立了PAMS網絡，主要集中在東西海岸地區(qū)。根據這些區(qū)域臭氧污染的嚴重程度不同，分為嚴重、很嚴重、超級嚴重。這些站點覆蓋的區(qū)域有8400萬居民。近年來，美國面臨著嚴重的臭氧問題，政府不斷收緊臭氧排放標準，在PAMS網絡的監(jiān)測下，臭氧治理取得了一定成效。
加強多邊合作交流
打破治理瓶頸
在全球范圍內，越來越多的國家和地區(qū)受到臭氧污染的威脅。研究表明，不僅在美國和中國部分地區(qū)，在歐盟境內，每年因臭氧污染而死亡的人已經達到1.7萬人。其中，西班牙是歐洲臭氧污染較為嚴重的國家之一，據西班牙《國家報》近日報道，胡安卡洛斯一世站檢測到臭氧濃度一度達到191微克/立方米。馬德里康普頓斯大學相關專家表示，臭氧污染已經對人類健康產生了難以忽視的影響，關于臭氧的研究將需要持續(xù)推進。
不僅在歐洲，位于北美洲的墨西哥也面臨同樣難題。多年來，墨西哥一直備受空氣污染困擾，其中臭氧污染問題極其突出。據薩爾茨堡大學的研究人員研究，墨西哥城有高濃度的幾乎所有主要的空氣污染物，包括硫化物、氮氧化物和一氧化碳等。根據世界衛(wèi)生組織的數據，墨西哥城地面臭氧含量居世界最高。近幾年，墨西哥科研團隊積極尋求辦法攻克臭氧難題，將臭氧濃度控制到一定水平，取得了一些成效。但由于臭氧污染爆發(fā)存在各種不確定因素，要根治這個難題，仍需進一步研究。
我國也已開始VOCs監(jiān)控體系的探索，目前我國長三角地區(qū)開始了科學治臭氧的摸索，已經在嘗試建設適合我國臭氧污染問題的類似PAMS監(jiān)測網絡系統(tǒng)。例如在上海，不僅建立了完備的監(jiān)控網絡管理體系，從站點驗收、質量管理、數據審核和數據評價4個方面都嚴格執(zhí)行相關規(guī)定，確保數據的準確性。目前，上海市也正在建設監(jiān)控網絡的手機APP平臺，包括實時監(jiān)控、統(tǒng)計分析等功能，讓監(jiān)管更便捷。
有科學研究表明，臭氧治理的難點在于目前的大氣環(huán)境中臭氧的產生原料非常充足，一旦遇到適合的氣象條件，臭氧污染就會出現。因此，在新的能源使用技術出現之前，臭氧污染加重的趨勢恐怕還將繼續(xù)。
盡管臭氧污染治理已成為全球性問題，但由于臭氧在一定程度上能夠吸收紫外線、保護地球上的生物不被強烈的紫外線曬死，當高空臭氧減少時，全球皮膚癌患者顯著增加、人體免疫系統(tǒng)機能減退。所以，對待“亦敵亦友”的臭氧，各國仍需加強多邊合作和交流，打破治理臭氧污染的瓶頸，爭取將臭氧濃度控制在合理的范圍內。
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