重视臭氧（O3）污染异常增强的现象

2020年春节的灰霾天气引发激烈争论。在防治新冠肺炎的特殊时期，居民几乎整个正月都居家自我保护，按理说生产生活强度下降了，城区环境空气质量应大幅改善，但灰霾仍象幽灵一样，在部分地区的上空游荡着不肯离去。

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虽然离群众的预期尚有差距，但这个时期的环境空气质量确实好转了。据有关资料介绍，京津冀周边“2+26”城市，一次PM 2.5的排放量较春节前减少24%，PM 10减少30%，SO 2减少19%，NOx减少46%，VOCs减少27%。这个结果再次表明，没有大气污染物的排放就没有环境空气质量的恶化，坚持减排才能收获更多的蓝天。

在以“静”致胜的防疫期，O 3却出现了异常的污染增强现象。以湖南省2020年农历正月（1月25-2月22日）为例，初步统计数据显示，14个设区市（州）的O 3日最大8小时第90百分位数的月均浓度值为89微克/立方米，较上年同期的74微克/立方米升高了20%多。长沙、株洲和湘潭三市作为经济集中区，大气污染相对较重，O 3浓度更是较上年同期升高了40%多。

上述O 3污染异常增强是一种偶然现象吗？笔者对此进一步作了深入分析。首先，选取长沙市2019和2020年2 月18 日作单日比较（图1）。2019年的这一天是阴天，2020年则是晴天，日平均气温分别为9℃和 1℃。完全可比的自然条件是不存在的，粗略对照这两天的O 324小时浓度变化曲线，发现符合以前观察到的一般规律。2019年的这一天，没有阳光，O 3浓度波动式变化。2020年2月18日，市民继续宅在家里，街面几乎无车行驶，企业也未复工复产，也就是只有基础的大气污染物排放，臭氧浓度变化曲线的形状与平常一样，但浓度升高的起始时间略有提前高，高O 3浓度持续的时间有所延长。这意味着减排NOx和VOCs并没有改变O 3的日浓度变化规律，但提高了O 3浓度值。

图1 2019年和2020年2月18日长沙市臭氧的小时浓度变化曲线

环境空气背景站和城区点位在这个特殊时期的O 3污染特征有所不同。环境空气背景站受人类活动影响较小，理论上O 3的浓度应相对稳定，实测数据也支持这个结论。南岳衡山国家环境空气背景站2020年正月的O 3日最大8小时第90百分位数浓度为108微克/立方米（日均值则为84.4微克/立方米），而2019年同期的O 3浓度为 92.4微克/立方米（日均值70.0微克/立方米），上升幅度20.6 %。衡阳市是距离这个背景点最近的设区市，2020年正月的O 3浓度为88 微克/立方米，而2019年同期的O 3浓度为69微克/立方米，幅度达27.5%。由此可见，2020年正月的O 3浓度总体有所上升，但城区的增幅明显偏高。

生产生活排放的大气污染物下降越多，O 3浓度增幅反而越大的现象还可从另外两个角度得到证实。长沙、邵阳和湘西州分别代表了三种城市经济发展水平，其O 3浓度在2020年正月较上年同期的增幅各为45.1%、8.1%和9.3%；以株洲市为例，再比较市区和县城的情况，结果表明，株洲市区和攸县的O 3浓度在2020年正月较上年同期的增幅分别为39.4%和35.2%。

本次疫情期间，全国其他地区也普遍观察到了O 3浓度升高的情况。按目前确定的防治策略，可以说，在这个特殊时期，机动车尾气、喷涂、印刷等行业的NOx和VOCs减排真正到位了，O 3浓度应该下降，但反而出现了升高的异常现象，需要深入探讨，以此更全面认识O 3污染问题。

首先，在环境空气6项常规考核指标中，O 3的污染特征最不确定。颗粒物、SO 2和NOx污染是典型的生产生活排放所致，本底浓度低，减排就能看到数据变小。CO的浓度相对稳定，排放源附近有可能监测到高浓度，但环境空气中一般波动不大，而且远低于标准值，属安全性较高的指标。只有O 3浓度这几年观察到了逐渐升高的趋势，特别是背景站的O 3浓度高于城区，各地每年5月和9月的O 3浓度甚至高于6-8月，云南、贵州很多工业欠发达城市（镇）的O 3浓度也很高。可以说，O 3的自然背景污染与人为污染交织在一起，使其控制难度远高于另外5项指标，要充分认识到这个问题的复杂性。

其次，有关O 3污染的基础研究还谈不上充分。O 3是一种强氧化剂，本身是不稳定存在。因此，即使室外的O 3浓度高，飘入室内后，立即被反应消耗，室内O 3浓度很少出现超标现象。城市（镇）上空是一个巨大的气体反应器，可用黑箱理论来分析。O 3的输入包括垂直和水平的交换，以及黑箱内的反应生成，输出则主要是黑箱内各种还原性污染物的反应消耗。黑箱内发生了成百上千的O 3生成或消耗反应，目前认识了冰山一角，大量的可能还不为人知，这需要开展长期的基础研究。目前比较现实的研究手段就是结果导向，暂不细究复杂的反应过程，因为现在既掌握不全可能发生的化学反应，也不清楚每个反应的贡献率，还不具备说清的条件。在这种情况下，要重点加强宏观分析，准确判断趋势。

最后，O 3污染具有鲜明的时段特征，一般只发生在每年的5-10月，每天也主要集中在上午9点至下午6点。很多国家只是将其列为健康参考指标，实时发布加强个人防护的预警信息，建议居民主动避开直接暴露，而我国列为必考指标，体现了对人民群众更高的健康保护要求。但这几年的实践表明，O 3是一个复杂而敏感的指标，尤其是对环境空气背景站，因为O 3超标，优良率也只有90%多。在城区，超标的污染指标更多，叠加到一起，就构成了某地环境空气质量达标的“天花板”，不利于调动地方人民政府开展大气污染防治工作的积极性。需要开展回顾性分析，进一步客观认识这个指标的科学内涵，准确分析O 3污染的变化趋势，探讨经济、真正管用的防治技术。对O 3污染机理的研究目前仍是肤浅的，解决这个难题，首先应借鉴国际经验，出对题目，然后给出参考答案，督促各地狠抓落实，直至取得预期成果。