優(yōu)化NOx與VOCs協(xié)同減排路徑的必要性

PM2.5和O3的生成具有共同來源，NOx和VOCs是兩者共同的前體物，因此對PM2.5和O3的協(xié)同控制具備基本條件。NOx和VOCs在一定比例下通過大氣光化學(xué)反應(yīng)會產(chǎn)生O3。如果NOx和VOCs控制比例不當(dāng)可能導(dǎo)致O3濃度的增加，還可能進一步影響二次顆粒物的生成。因此，只有優(yōu)化NOx與VOCs協(xié)同減排路徑，才能實現(xiàn)PM2.5和O3的協(xié)同治理。

優(yōu)化NOx和VOCs減排策略，將長期濃度的持續(xù)降低與短期減少高濃度暴露的需求銜接起來，還能在減排期間帶來顯著的健康和生態(tài)收益。從長期來看，可確立成本較小為目標(biāo)，確定達標(biāo)要求下NOx和VOCs減排的優(yōu)質(zhì)策略。但由于實現(xiàn)空氣質(zhì)量達標(biāo)需要大量減少前體物排放，可能需要10年以上的時間，因此即使減排總量確定，不同的NOx和VOCs控制路徑可以在減排期間產(chǎn)生不同的收益。由于當(dāng)前O3對VOCs較為敏感，因此在VOCs排放控制速度更快的情況下，能在整個控制NOx期間內(nèi)盡早額外降低PM2.5和O3濃度，減少PM2.5和O3對人群健康和生態(tài)系統(tǒng)帶來的不利影響，從而產(chǎn)生額外的且高于VOCs控制成本的健康和生態(tài)效益。

NOx深度減排是實現(xiàn)京津冀地區(qū)PM2.5和O3達標(biāo)的關(guān)鍵

近年觀測數(shù)據(jù)表明，京津冀地區(qū)硝酸鹽區(qū)域性污染十分突出，已經(jīng)成為PM2.5中主要的二次無機組分，其濃度快速上升已成為PM2.5爆發(fā)式增長的關(guān)鍵因素之一。NOx是硝酸鹽的前體物，因此控制PM2.5污染需要對NOx進行控制。O3高污染時段出現(xiàn)在夏季，受夏季氣象條件和較高的自然源VOCs排放等因素的影響，NOx的深度減排才能較終降低這一時段的O3濃度。但需注意的是，由于非線性響應(yīng)關(guān)系，從短期來看，NOx的單一減排可能使得O3濃度增加，因此，在制定近期的減排策略時，需要考慮如何協(xié)同控制VOCs和NOx。而當(dāng)我們討論達標(biāo)要求下的減排需求時，NOx的控制是必不可少的，它的深度減排對于持續(xù)降低PM2.5濃度、減少O3生成至關(guān)重要。

控制O3污染在歐美發(fā)達我國也是一個難題，美國大洛杉磯地區(qū)（南海岸空氣盆地）是全美較大的不達標(biāo)區(qū)域。與北京的情況類似，洛杉磯也經(jīng)常會出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象，導(dǎo)致當(dāng)?shù)匚廴疚飻U散不出去，NOx與VOCs在大氣中相互作用形成更多O3。鑒于當(dāng)?shù)氐乩砼c氣候特點，南海岸空氣質(zhì)量管理局（SCAQMD）考慮了三個O3的控制策略（僅治理NOx的策略、僅治理VOCs的策略、NOx-VOCs均等策略），通過大量數(shù)據(jù)采集和建模分析，較終決定，把NOx排放削減作為其O3控制的主要策略，同時采取適當(dāng)策略性的VOCs減排。這一策略能緩解O3在NOx富集地區(qū)初期的增加，實現(xiàn)O3濃度達標(biāo)，并為PM2.5等的治理帶來協(xié)同效應(yīng)。

京津冀地區(qū)需制定季節(jié)性的減排策略

不同季節(jié)，PM2.5與O3濃度的特征有較大差異，二者對前體物排放的響應(yīng)也不同，因此污染治理需要各有側(cè)重。在冬季，O3化學(xué)處于VOCs敏感區(qū)，NOx減少會使O3增加。但冬季O3濃度本身較低，應(yīng)側(cè)重于對PM2.5的控制。但如果只控制NOx而不控制VOCs，可能會增加大氣氧化性并顯著影響二次PM2.5的形成，因此需要在當(dāng)前冬季錯峰生產(chǎn)措施的基礎(chǔ)上進一步強化VOCs控制。夏季，PM2.5和O3需協(xié)同控制。O3對NOx排放的敏感性增大，NOx排放量的大幅減少對于O3污染控制效果比VOCs減排帶來的效果更好。因此，需要在VOCs強化措施的基礎(chǔ)上進一步降低區(qū)域NOx排放，促進降低O3峰值濃度。

NOx與VOCs的相對大小是影響O3化學(xué)的重要因素之一。減排比例的比值會受季節(jié)、控制區(qū)域范圍大小等的影響。當(dāng)僅城市單獨減排時，VOCs的減排要高于NOx。但當(dāng)區(qū)域聯(lián)合控制時，O3對NOx的敏感性增加，控制范圍越大，NOx的減排帶來的O3控制效果越好。VOCs/NOx減排比例在一年內(nèi)變化也較大，考慮區(qū)域聯(lián)合控制，從冬至夏，京津冀各城市NOx/VOCs減排比例的比值中位數(shù)約從0.95（12月）降到0.02（7月）。當(dāng)NOx減排量超過36%—53%時，VOCs減排效果將小于NOx。

以北京為例，冷季（1月—2月、11月—2月）VOCs/NOx的減排比值在0.68—0.87左右，主要是避免氧化性增強促進二次顆粒物生成。暖季（5月—9月）所需VOCs/NOx減排比值較低（約0.37，7月無須VOCs控制可使?jié)舛冉档停＠渑鞠嘟坏臅r段，VOCs/NOx比值約為0.44。這一時期，O3濃度不高，但仍需注意NOx控制的短期不利影響。

還需注意的是，隨著減排的進行，需要考慮污染物化學(xué)生成敏感性的變化調(diào)整協(xié)同控制策略。在冷季，當(dāng)NOx持續(xù)減排超過40%—51%時，其減排對于O3的控制效果將高于揮發(fā)性有機物。在暖季，當(dāng)NOx持續(xù)減排超過21%時，可進一步促進O3對氮氧化物敏感性向正敏感性的轉(zhuǎn)變，因此當(dāng)減排進行到這一程度，就可以更加重視對NOx排放的削減。