上海市奉賢區(qū)2016-2018臭氧污染特征分析

陸曉怡 方佳倩 王悅

摘要：通過奉賢區(qū)4個空氣自動監(jiān)測站，獲得2016年-2018年臭氧8小時以及相關(guān)大氣污染的監(jiān)測數(shù)據(jù)。分析近年奉賢區(qū)臭氧污染的現(xiàn)狀，以及季節(jié)對臭氧污染的影響，同時研究二氧化氮與臭氧污染之間的關(guān)系。結(jié)果表明，2016年到2018年奉賢臭氧均超過國家二級標(biāo)準(zhǔn)，且明顯表現(xiàn)出春夏高峰現(xiàn)象。與二氧化氮之間呈反比關(guān)系。

關(guān)鍵詞：奉賢區(qū);O3日最大8h滑動平均值;季節(jié)影響;二氧化氮

中圖分類號：X831 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）08-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.08.107

Characteristics of ozone pollution in Shanghai Fengxian during 2016-2018

Lu xiaoyi， Fang jiaqian，Wang yue

（Shanghai FengXian District Environmantal Monitoring Station，Shanghai 201400，China）

Abstract：Through 4 automatic air monitoring stations in fengxian district，get O3-8h and related air pollution monitoring data from 2016 to 2018.Analysis of ozone pollution In fengxian recent years，and seasonal effects on ozone pollution，also study the relationship between nitrogen dioxide and ozone pollution.The results show that，from 2016 to 2018， theO3-8h in fengxian exceeded the national level II，and the phenomenon of spring and summer peak is obvious. It is inversely proportional to nitrogen dioxide.

Key words：Fengxian;O3-8h;Seasonal effect;Nitrogen dioxide

1 臭氧污染現(xiàn)狀及研究意義

隨著我國工業(yè)化與城市化進(jìn)程的高速推進(jìn)，大氣污染狀況愈加嚴(yán)峻，在公眾視野還聚焦在細(xì)顆粒物時，臭氧（O3）已經(jīng)悄然成為我國南方城市的首要污染物。

城市空氣中的臭氧，主要是直接排入大氣中的一次污染物氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物在太陽光與熱作用下，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)形成的二次污染物。臭氧污染不論是對我們?nèi)祟惖纳眢w健康還是農(nóng)作物的生長均會產(chǎn)生很大的損害。臭氧在潛移默化的侵入我們的城市，一點點超標(biāo)，人們不會有任何感覺，這也是它容易被忽視的原因。所以，清楚臭氧污染的形成原因和產(chǎn)生的危害，并且做好臭氧污染的防污治理是具有深遠(yuǎn)意義的。

2 監(jiān)測點位及分析方法

奉賢區(qū)共有4個自動監(jiān)測子站，分別為奉賢南橋站、奉賢海灣站、奉賢南橋新城站、奉賢奉浦站，均配有臭氧在線監(jiān)測儀，儀器品牌Thermo Fisher Model 49i，該設(shè)備利用O3的紫外吸收原理進(jìn)行監(jiān)測。

2.1 判定依據(jù)

根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）及《環(huán)境空氣質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)范》（HJ663-2013），臭氧日濃度以日最大 8 h滑動平均值進(jìn)行評價，年濃度以日最大8h滑動平均值的第90百分位數(shù)進(jìn)行評價。該方法與顆粒物和二氧化硫等氣態(tài)污染物直接用濃度均值進(jìn)行相關(guān)評價有所區(qū)別。

2.2 奉賢區(qū)2016-2018臭氧變化情況

2.2.1 年際變化分析

根據(jù)圖2所示，近三年（2016-2018年）監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，2016年奉賢區(qū)臭氧日最大8h滑動平均值的第90百分位數(shù)為167ug/m3，2017年最高，達(dá)到181ug/m3，2018年為164ug/m3。連續(xù)三年濃度均超出國家二級標(biāo)準(zhǔn)，臭氧是近年來我區(qū)大氣主要污染物。

2.2.2 月度變化分析

圖3顯示，連續(xù)三年間臭氧濃度都是從 1 月份開始逐步上升，5-9 月維持在高位，隨后逐月下降。之所以臭氧濃度在5-9月有所回落，最主要的原因是上海進(jìn)入黃梅天，陰雨連綿，雷陣雨不斷，氣溫較平日有所下降，這在很大程度上影響了臭氧的產(chǎn)生。

2.2.3 臭氧污染的季節(jié)變化

根據(jù)奉賢區(qū)的氣候特征，將3-5月劃為春季，6-8月劃為夏季，9-11月劃為秋季，上一年的12月以及當(dāng)年的1，2月劃為冬季，評價奉賢區(qū)不同季節(jié)臭氧的超標(biāo)情況。結(jié)果表明2016-2018年，春，夏，秋三季奉賢區(qū)臭氧濃度均在較高值（見圖3），其中秋季呈現(xiàn)逐年上升的趨勢，這主要是由天氣流動模式導(dǎo)致，是東亞季風(fēng)，熱帶氣旋與長三角區(qū)域海陸風(fēng)相互作用的產(chǎn)物。這與近幾年上海不斷上升的氣溫有關(guān)，隨著溫室效應(yīng)的加劇，持續(xù)的高溫和強(qiáng)烈的太陽輻射有利于氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)從而生成地面臭氧。

2.3 與二氧化氮之間的關(guān)系

由圖4可見，二氧化氮濃度變化波動幅度相對平緩，但冬季濃度增高態(tài)勢明顯;同時可以明顯觀察到，當(dāng)臭氧濃度升高時，二氧化氮的濃度降低。這是由于受季風(fēng)氣候影響，夏秋季風(fēng)向主要偏南風(fēng)且風(fēng)速相對大，利于污染物擴(kuò)散，而冬春季主要以偏北風(fēng)為主，氣流較慢，污染物容易積聚導(dǎo)致濃度升高。

近地面造成污染的臭氧，其中一部分來自于高空臭氧層的流入，還有一些來自于土壤、閃電、生物排放等等，燃煤、機(jī)動車尾氣、石油化工等放出的一次污染物在大氣中經(jīng)光化學(xué)反應(yīng)形成的二次污染物。研究表明，每年在近地面層的臭氧污染中，有少部分來自于大自然本身的臭氧層輸送，而大部分都是來自于有機(jī)廢氣、NOx 等污染物的光化學(xué)反應(yīng)。氮氧化物是臭氧生成重要前體物，它們絕大部分來自于人為原因的排放。

二氧化氮生成NO和O3， NO又可以被氧化成NO2，化學(xué)方程式如下：

NO2→NO+O;2NO+O2→2NO2 ;O+O2→O3; 3O2 =2O3

3 結(jié)論

（1）奉賢區(qū)2016-2018年臭氧（O3）日最大 8 小時滑動平均值的第 90 百分位數(shù)分別為167ug/m3，181ug/m3，164ug/m3，均超過國家二級標(biāo)準(zhǔn)。（2）奉賢近三年近地面臭氧（O3）濃度呈現(xiàn)較規(guī)律的變化：臭氧濃度都是從1月份開始逐步上升，5-9 月維持在高位，隨后逐月下降。（3）臭氧（O3）與二氧化氮之間呈反比關(guān)系 ， 當(dāng)臭氧的濃度持續(xù)升高，二氧化氮的濃度不斷降低。同時2016至2018年二氧化氮的濃度變化波動幅度相對平緩。

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收稿日期：2019-03-18

作者簡介：陸曉怡（1990-），女，漢族，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向為大氣污染。