江門市臭氧污染特征及變化趨勢(shì)分析

黃祖力

（江門市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，廣東江門 529000）

江門市臭氧污染特征及變化趨勢(shì)分析

黃祖力

（江門市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，廣東江門 529000）

通過對(duì)江門市臭氧監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，了解臭氧的變化特征和臭氧已成為影響空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率的最主要因子，對(duì)能合理、科學(xué)地制定相關(guān)防治臭氧污染措施有重要意義。

臭氧；首要污染物；變化趨勢(shì)

近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各類大氣污染問題頻發(fā)，臭氧污染也逐漸進(jìn)入民眾的眼球。臭氧是由氧氣、氮氧化物（NOx）及揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）在陽(yáng)光作用下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)形成，是光化學(xué)煙霧的主要成分。臭氧能刺激眼睛、鼻和咽喉，在高水平時(shí)會(huì)增加人體感染呼吸系統(tǒng)疾病的機(jī)會(huì)，亦可令呼吸系統(tǒng)疾病（如哮喘病等）患者的病情惡化。

2013—2016年江門市4個(gè)常規(guī)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，臭氧作為首要污染物的比例逐年上升，已成為影響空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率的最主要因子。因此探討臭氧的變化特征對(duì)防治臭氧污染有重要意義。

1 臭氧監(jiān)測(cè)情況

1.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位

江門市區(qū)在蓬江、新會(huì)兩區(qū)布設(shè)4個(gè)空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)子站，4個(gè)點(diǎn)位位于本市區(qū)呈東北向西南分布。監(jiān)測(cè)點(diǎn)位分別為北街、東湖、西區(qū)和圭峰西。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)和氣象參數(shù)數(shù)據(jù)均采用4個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

2 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

2.1 首要污染物變化趨勢(shì)

從圖 1 可以看出，隨著對(duì) PM2.5 的綜合防治，PM2.5 作為首要污染物的比例逐漸下降，臭氧的比例逐漸上升，臭氧作為首要污染物比例從 2013 年 24.6% 上升至 2016 年 42.2%。臭氧污染已取代 PM2.5成為當(dāng)前影響空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率的主要因子。

圖1 2013—2016年江門市區(qū)空氣質(zhì)量首要污染物變化圖

2.2 臭氧各月平均濃度變化和超標(biāo)率變化趨勢(shì)

從圖2可以看出，臭氧濃度1—4月相對(duì)平穩(wěn)，5—10月持續(xù)上升，11—12月逐漸下降。其中臭氧各月變化趨勢(shì)中濃度和超標(biāo)率較高月份多發(fā)生在8—10月，而10月濃度和超標(biāo)率為全年最高，月超標(biāo)率達(dá)25%。因此應(yīng)該加強(qiáng)8-10月臭氧濃度削峰和減排工作，對(duì)空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率改善效果較大。

圖2 臭氧各月平均濃度變化和超標(biāo)率變化趨勢(shì)圖

2.3 空氣中臭氧與NO2濃度日變化趨勢(shì)

從圖3所示，在日變化趨勢(shì)中，臭氧0—7時(shí)濃度變化平穩(wěn)，8時(shí)后濃度逐漸上升，15時(shí)達(dá)到全日峰值后逐漸下降。臭氧濃度隨 NO2濃度的增大而減小，臭氧與 NO2存在顯著的負(fù)相關(guān)性。臭氧是由氮氧化物（NOx）及揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）在陽(yáng)光作用下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)形成，隨著氣溫升高，NO2與VOCs發(fā)生的光化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)度加大，生成的臭氧濃度上升，使NO2濃度下降。

圖3 臭氧與NO2濃度日變化趨勢(shì)

2.4 臭氧重污染過程變化分析

從圖4所示，每逢臭氧重污染過程時(shí)，NO2濃度都會(huì)提前增加和積累，并隨著氣溫升高，NOX與 VOCS發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)生成臭氧，臭氧濃度會(huì)迅速升高，NO2濃度因光解會(huì)迅速下降。當(dāng)臭氧濃度達(dá)到峰值開始下降時(shí)，NO2又會(huì)慢慢抬升，在晚間再次積累。在這次重污染過程中，第一天和第二天臭氧峰值濃度一樣，但第一天臭氧達(dá)到峰值后濃度會(huì)迅速下降，而第二天臭氧達(dá)到峰值后濃度會(huì)緩慢下降開始拖尾現(xiàn)象，加重了日臭氧最大8h濃度值。拖尾現(xiàn)象出現(xiàn)一方面是因?yàn)榈谝惶飚a(chǎn)生的臭氧在晚間還沒有完全消化，與第二天生成的臭氧疊加積累 ；另一方面第一天反應(yīng)和消耗的 NO2較多，第二天出現(xiàn)峰值后 NO2的濃度下降，減緩了對(duì)臭氧濃度下降的消耗速率。因此，臭氧與NOX應(yīng)該存在非線性的負(fù)相關(guān)性，防治臭氧污染不能只一直降低 NOX的排放總量，應(yīng)該合理分配臭氧與NOX的排放量比例關(guān)系。

圖4 臭氧重污染過程變化圖

2.5 臺(tái)風(fēng)對(duì)臭氧的影響

2016年影響江門天氣的臺(tái)風(fēng)有5個(gè)，受臺(tái)風(fēng)外圍影響，出現(xiàn)臭氧超標(biāo)的天數(shù)為14d，全年臭氧超標(biāo)天數(shù)為40d，受臺(tái)風(fēng)影響臭氧超標(biāo)天數(shù)占全年超標(biāo)天數(shù)的35%。當(dāng)臺(tái)風(fēng)距離江門地區(qū) 1 000-3 000km 期間，由于受熱帶風(fēng)暴外圍下沉氣流的影響，區(qū)域形成靜穩(wěn)晴熱天氣，有利于臭氧生成。一方面江門處于副高壓的控制，與臺(tái)風(fēng)外圍下沉氣流相疊加，極不利于污染物垂直擴(kuò)散。另一方面，下沉氣流還造成較高層空間（400～1 000m處）的臭氧往下輸送，造成近地面臭氧濃度上升。因此，在不利氣象條件發(fā)生前，應(yīng)該提前做好污染源減排工作，采取應(yīng)急措施，有助于降低臭氧污染水平。

3 結(jié)論

江門市臭氧污染有以下變化特征：①臭氧污染已取代PM2.5成為當(dāng)前影響空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率的主要因子。②臭氧濃度和超標(biāo)率較高期在8—10月，應(yīng)該加強(qiáng)秋季臭氧濃度削峰和減排工作。③臭氧與 NO2存在顯著的負(fù)相關(guān)性。④臭氧重污染過程中容易出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象，應(yīng)該合理分配臭氧與NOX的濃度比例，降低臭氧污染水平。⑤臭氧污染受臺(tái)風(fēng)影響較大，應(yīng)該提前做好污染源減排工作，采取應(yīng)急措施。

[1] 朱彬，安俊嶺，王自發(fā)，等 .光化學(xué)臭氧日變化特征與前體物關(guān)系的探討 [J].南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，29（6）：744-749.

[2] 吳嘉榮，黃小燕 .泉州市區(qū)臭氧濃度變化特征分析及控制措施 [J].海峽科學(xué)，2006，（7）：40-41.

[3] 安俊琳 .氣象因素對(duì)北京臭氧的影響 [J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2009，18（3）：944-951.

Analysis on Characteristics and Trend of Ozone Pollution in Jiangmen City

Huang Zu-li

Through the analysis of ozone monitoring data in Jiangmen City，it is important to understand the characteristics of ozone and ozone as the most important factor affecting the air quality compliance rate.It is of great signif i cance to reasonably and scientif i cally develop relevant measures to prevent and control ozone pollution.

ozone ；primary pollutant；trend

X515

：A

：1003–6490（2017）07–0220–02

2017–05–25

黃祖力（1984—），男，廣東江門人，工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)分析工作。