北京 臭氧(臭氧脱硝会加重臭氧污染吗?)

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近日环保部向媒体通报，京津冀及周边地区将出现一次污染过程，北京、天津、河北中南部部分城市空气质量可能达到中度污染，短时可至重度污染，首要污染物为臭氧。环保部称，5月16日以来，京津冀及周边地区受低压系统控制，在气温不断攀升的情况下，污染物扩散条件不利，光照加强、温度升高等气象因素为臭氧生成提供了便利条件。

虽说根据环保部门预报，这波污染从5月20号开始，受冷空气影响、气温下降而有所减轻，但臭氧污染本身绝不应该被轻视，别看我们看不到臭氧，严重起来，它的危害性堪比PM2.5。

臭氧不是保护地球的“小天使”吗？

在我们印象中，臭氧层是保护地球的，臭氧还可以杀菌消毒，怎么就变成了“小恶魔”呢？

事实上，臭氧素有“在天是佛，在地是魔”的风评。当臭氧位于15至25千米的平流层中时，它是地球的保护伞，阻挡地球上的生物免受紫外线侵扰；而在近地面，氮氧化物（主要来自机动车、发电厂、燃煤锅炉和水泥炉窑等）和挥发性有机物（主要来自于机动车、石化工业排放和有机溶剂会发）等化合物受高温、太阳辐射催化形成臭氧，就成了污染物，臭氧浓度一般会在下午3点左右到达峰值。

近年来，尤其是在夏季（5月-9月），臭氧污染已经成为国内空气污染的主要威胁。全国各地从2013年开始观测臭氧污染以来，发现近几年臭氧浓度实际在升高，超标城市从2013年到2020年增加11个，比例高达37.8%，“在珠三角，臭氧已超过PM2.5，成为影响空气质量的主要污染物。”

在北京，臭氧问题更为严峻。近三年来北京大气臭氧浓度增长速度快北京 臭氧，而且以臭氧为主要污染物的污染天数也在持续增加，其浓度水平在京津冀乃至全国均为最！高！水！平！

臭氧污染对人体伤害有多严重？

臭氧是看不见的“杀手”，明媚的阳光下，臭氧污染可能会给人体带来急性伤害。

按照空气质量标准，当臭氧1小时平均浓度超过0.2mg/m³、或8小时滑动平均值超过0.16mg/m³时，意味着开始造成污染，也被称为光化学烟雾。而一般监测值超过0.16mg/m³时，人体就能明显感觉到不适。

臭氧几乎能与任何生物组织反应,对呼吸道的破坏性很强。根据加拿大职业健康与安全中心(CCOHS)的介绍，“臭氧轻则引发胸闷咳嗽、咽喉肿痛，重则引发哮喘北京 臭氧，导致上呼吸道疾病恶化,还可能导致肺功能减弱、肺气肿和肺组织损伤，而且这些损伤往往是不可修复的。”

臭氧也会刺激眼睛,使视觉敏感度和视力降低。当臭氧浓度在0.2mg/m³以上时,会损害中枢神经系统,让人头痛、胸痛、思维能力下降。此外,臭氧会阻碍血液输氧功能，造成组织缺氧；使甲状腺功能受损、骨骼钙化。

臭氧脱硝与臭氧污染有啥关系？

大气中的臭氧就是光化学烟雾的主要成分，它不是直接被排放的，而是转化而成的，比如来自机动车、发电厂、燃煤锅炉和水泥炉窑等排放的氮氧化物，只要在阳光辐射及适合的气象条件下就可以生成臭氧。对于氮氧化物的排放控制，各行业有相应的排放标准，如火电厂超低排放要求NOx浓度不超过50mg/Nm3。

火电厂主流的烟气脱硝技术是SCR和SNCR（占80%以上脱硝市场），其原理是向烟气中喷氨或尿素等含有NH-3自由基的还原剂，在高温下直接（或催化剂的协同下）与烟气中的NOx发生氧化还原反应，把NOx还原成氮气和水。但这两项技术对温度均有严格要求，常规SCR要求温度在300-430℃之间，SNCR要求温度在700-1000℃之间。温度窗口成为了该技术的局限。

对于中小型锅炉以及工业锅炉来说，排烟温度远不能达到SCR反应所需要的高温，因此低温烟气脱硝技术就成为市场的必须。臭氧脱硝作为一种低温烟气脱硝技术近年来在工业锅炉、各种炉窑上得到了应用。原理大致是由臭氧发生器制备的臭氧，通过喷射装置引入烟道将烟气中的NO转化为高价态，NO（占95%）难溶于水，而高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3，溶解能力大大提高，很容易通过碱液喷淋等手段将其从烟气中脱出。

臭氧脱硝工艺适用温度90-250℃之间的烟气，弥补了SCR脱硝解决不了的温度区域。在同等脱硝效率的基础上，投资低于SCR技术，也没有催化剂更换成本，阻力增加较小，对于改造项目不会影响引风机出力。总体来说，对于温度区间不满足、改造空间受限、引风机余量不足的项目，提供了另一种技术选择。

某公司臭氧脱硝工艺流程图（图片来源百度图片）

上文提到，臭氧属于有害气体，对人体有严重伤害作用，那么臭氧脱硝岂不是治理一种污染物的同时也带来了另一种污染吗？事实并非如此。

臭氧的化学性质很不稳定，在常温下会慢慢分解 ，含量为 1 %以下的臭氧，在常温常态常压的空气中分解半衰期为20~30分钟左右。随着温度的升高，分解速度加快，温度超过 100℃ 时，分解非常剧烈，达到 270℃高温时，可立即转化为氧气。臭氧在水中的分解速度比空气中快。在含有杂质的水溶液中臭氧迅速恢复到形成它的氧气。由于臭氧脱硝工艺在湿法脱硫之前，反应温度通常在100℃以上，且在脱硫塔还会被浆液再次洗涤，未与NO充分反应的臭氧会在后续的工艺流程中分解为氧气，因此从烟囱排入大气的臭氧几乎可以忽略。

然而值得注意的是，由于烟道氧含量的增加对污染物浓度折算产生影响。因此建议臭氧脱硝工艺采用先进的臭氧喷射技术，提高臭氧利用率，提高混合均匀性，尽可能地降低臭氧逃逸。

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