臭氧也常常被称为超氧，是氧气的同素异形体，是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。臭氧主要分布在平流层中（10~50 km高度的大气层），极大值在20~30 km高度之间。在距离地面10~50 km的高空，臭氧能吸收紫外线、保护地球上的生物不被强烈的紫外线照射，有研究表明，高空臭氧每减少1%，全世界因白内障而引起的失明者就将增加10000~15000人。但是臭氧到了距离地面10~100m左右的近地面层则变成了健康杀手，其浓度超过一定限制则严重威胁人类健康。 超标的臭氧会强烈刺激人的呼吸道,会造成人的神经中毒,会对人体皮肤中的维生素E起到破坏作用,还会破坏人体的免疫机能,诱发淋巴细胞染色体病变,加速衰老,导致胎儿畸形等[1-3]。根据病理学统计，2006年-2012年，珠三角地区因臭氧污染造成的心血管疾病年死亡1894例、呼吸系统疾病年死亡1128例，其中2012年比2006年该数值上升了3倍，臭氧污染上升趋势明显。本文结合苏州市环境质量报告与大气污染源排放清单的相关数据，分析了当前臭氧与其前体物氮氧化物的浓度变化趋势关系，提出了预防措施。

1 臭氧形成机理

参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成新的烟雾污染 (气体和颗粒物)现象,叫做光化学烟雾。臭氧浓度升高是光化学烟雾污染的主要标志。世界卫生组织和美国、日本等国家均把O3或光化学氧化剂 (O3、NO2、PAN等)的水平作为判断大气质量的标准之一,并据此来发布光化学烟雾的警报。

近地面造成污染的臭氧，其中一部分来自于高空臭氧层的流入，还有一些来自于土壤、闪电、生物排放等等，燃煤、机动车尾气、石油化工等排放出的一次污染物，挥发性有机废气（VOCs）与氮氧化物在太阳紫外线的照射下，会发生光化学反应从而生成臭氧和其它NOx[4-5]。有研究表明，每年近地面层的臭氧污染中，只有23%来自于大自然本身的臭氧层输送，而有高达48%是来自于有机废气、NOx等污染物的光化学反应，剩下的则来自于区域外的远距离传输。人为源排放的有机废气和氮氧化物是臭氧生成重要前体物。当氮氧化物和碳氢化合物在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后,发生光化学和热化学反应,在这种复杂的光化学反应过程中产生以臭氧为主的醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物。

NO2发生光化学反应可以生成NO和O3，而NO在一定条件下又可以被O3氧化成NO2[6]，这个循环化学方程式如下。

 

以上3个化学反应的最后结果：3O2=2O3

根据2012年苏州市污染源清单报告，苏州市大市范围内工业源主要大气污染物NOX排放总量为224238.6 t，行业排放情况见表1。

另外根据统计，截至2014年末全市机动车保有总量为2706007辆，其中，以汽油为燃料的机动车主要为微、小、中型客车，以柴油为燃料的机动车主要为大型客车和各类货车，其他燃料机动车主要为大型客车和公交车，移动源排放的NOx达到了66536 t。

2 苏州地区NOx排放情况

研究资料和研究结果等数据均采用SPSS23.0软件进行统计分析,计量资料和计数资料分别以±s和%表示,组间比较分别采用t检验和χ2检验,其统计学意义以显著差异P<0.05表示。

 

表1 苏州市大气污染物工业源分行业排放量（吨/年）

  

行 业 NOX玻璃制造 6655.0电子 19036.6纺织印染皮革 4554.0钢铁与炼焦 24823.4化肥制造 536.9化工 13449.7火电 147816.7人造板制造 138.4石灰生产 114.0水泥制造 611.2涂装 41.7印刷与包装 201.1有色金属 337.6制酒食品 1918.1砖瓦炉窑 1062.5其它 2941.7合计 224238.6

根据苏州市工业源主要行业大气污染物排放量的汇总数据，火电、钢铁与炼焦以及电子行业排放量所占比例的总和均超过了85%，可见这三个行业对大气污染物中氮氧化物的排放贡献相当大。

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水库大坝震损险情主要包括裂缝、滑坡、渗漏、结构破损、管理设施损坏等。据统计，汶川地震后仅四川省就有1 997座水库震损，其中存在裂缝1 425座，塌陷687座，渗漏428座，滑坡154座，启闭设施损坏161座，放水设施、溢洪道、管理房等不同程度震损有422座，其中50%以上的水库同时存在多种险情。

3 氮氧化物与臭氧的相互关系

2014年，苏州市环境空气二氧化氮日均浓度介于2～127微克/立方米之间，年均值为46微克/立方米，臭氧8 h平均浓度介于5～298微克/立方米，年均值为94微克/立方米。从全年来看，二氧化氮浓度变化波动幅度相对平缓，但冬季浓度增高态势明显；臭氧浓度在春冬季较低，在夏秋季较高。具体趋势见图1，另外，根据某天的气象资料和臭氧监测数据可见，温度对臭氧的浓度存在较大影响，具体见图2，这也是导致臭氧浓度夏秋季较高的原因。

  

图1 臭氧与氮氧化物浓度变化趋势

  

图2 臭氧随温度的变化趋势

4 结论与建议

根据氮氧化物与臭氧的浓度变化趋势图可以明显看出，当臭氧浓度增加时，氮氧化物浓度就相对减小，且随着气温的增加会导致这一现象愈加明显，可见氮氧化物作为臭氧的前体物，在阳光作用下对臭氧浓度有直接的联系。

由于直接控制臭氧的生成较困难，有效控制其前体物是一个较有效的手段，为减少臭氧污染，有效控制氮氧化物的污染是一个很重要的措施。建议全面整治燃煤小锅炉，火电、钢铁等行业锅炉、窑炉等实施脱硝，推进交通运输低碳发展，实行公共交通优先，优化公交线路，科学安排车次，加快建立快速公交和轨道交通，改善非机动车交通条件，鼓励自行车等绿色出行。

参考文献

[1]张远航,邵可声,唐孝炎,等.中国城市光化学烟雾污染研究[J].北京大学学报(自然科学版),1998,34(3)：392.

[2]高婕,王禹,张蓓.我国大气氮氧化物污染控制对策[J].环境保护科学,2004,30(5)：1-3.

[3]吴鄂飞.夏季环境空气中臭氧和氮氧化物变化关系[J].环境科学与技术,2006,28：56-58.

[4]李庆,陈月娟,施春华等.青藏高原上空氮氧化物的分布特征及其与臭氧的关系[J].高原气象,2005,24(6)：935-940.

[5]胡正华,孙银银,李琪等.南京北郊春季地面臭氧与氮氧化物浓度特征[J].环境工程学报,2012,6(6)：1995-2000

[6]晏淑梅.唐山市大气环境中臭氧与氮氧化物特征分析[J].北方环境,2011,23(8)：164-166