臭氧濃度變化規(guī)律

張超

【摘 要】空氣中的氧氣受日光照射，與空氣中的氮氧化物及揮發(fā)性有機物相互作用，生成臭氧，研究表明臭氧濃度受日光照射影響較大，且和PM10、PM2.5均存在負(fù)的相關(guān)性，從而出現(xiàn)在較好的優(yōu)良天氣出現(xiàn)局部臭氧濃度超標(biāo)的情況。

【關(guān)鍵詞】臭氧 PM10 PM2.5 臭氧濃度超標(biāo)

臭氧（O3 ，OZONE） 主要存在于地球大氣層的平流層中，它能起到阻擋紫外線、保護(hù)地球生物的作用；然而在近地面的臭氧卻是一種污染物質(zhì)。臭氧具有強氧化性，高濃度的臭氧對眼睛和呼吸道有很強的刺激性，會對人體皮膚中的維生素E 起到破壞作用，還會破壞人體的免疫機能，誘發(fā)淋巴細(xì)胞染色體病變， 加速衰老及損害人體肺功能甚至導(dǎo)致癌癥等嚴(yán)重疾病。因此，臭氧所造成的危害須引起人們的高度重視。

對流層和們生活最密切，對流層中臭氧主要來自兩個方面：平流層臭氧的輸送和對流層的光化學(xué)反應(yīng)。光化學(xué)反應(yīng)主要是在太陽輻射作用下，空氣中的氧氣在N Ox（ NO，NO 2） 和揮發(fā)性有機污染物（VOCs）作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧。因為是通過化學(xué)反應(yīng)生成的，所以臭氧也被稱為二次污染物。近地面臭氧也是光化學(xué)煙霧污染的重要指示性污染物。

1 臭氧1小時值濃度變化規(guī)律

從連續(xù)四天的監(jiān)測結(jié)果可以看出，臭氧從早上9點開始上升，16點達(dá)到最高值，隨后濃度逐漸下降，到20點以后下降到穩(wěn)定值，夜間濃度基本無變化。監(jiān)測期間臭氧濃度變化范圍為3～78μg·m-3。究其原因，主要是臭氧受光照強度的影響，白天空氣中的氧氣在太陽照射情況下，與空氣中的氮氧化物及揮發(fā)性有機物相互作用，生成O3。O3本身具有強氧化性，臭氧能夠氧化空氣中的還原性物質(zhì)及自由基，夜間沒有臭氧生成的情況下，臭氧不斷被消耗，故呈現(xiàn)出白天高、夜間低的變化趨勢。如圖1所示。

圖1 15日—18日O3小時濃度變化趨勢圖

2 臭氧與二氧化氮之間的變化規(guī)律

從監(jiān)測結(jié)果可以看出，臭氧做為二次污染物，其隨著二氧化氮濃度的升高而下降，與臭氧的形成機理比較吻合。如圖2所示。

圖2 臭氧與二氧化氮濃度變化規(guī)律

3 臭氧與其它污染物濃度變化規(guī)律

從相關(guān)性分析可以看出，臭氧和其它污染均從在負(fù)的相關(guān)性，其中與NO2的相關(guān)性最強，相關(guān)性達(dá)到-0.690置之度達(dá)到99%。相關(guān)性分析表明，在某些情況下，臭氧和PM10、PM2.5均存在負(fù)的相關(guān)性，因而在某些優(yōu)良天氣時間段，可能會出現(xiàn)臭氧超標(biāo)情況。

表1 15—16日沙湖監(jiān)測點各污染物濃度之間相關(guān)性分析

4 結(jié)語

綜上所述，空氣中的氧氣受日光照射，與空氣中的氮氧化物及揮發(fā)性有機物相互作用，生成臭氧，因而臭氧濃度受日光照射影響較大，且臭氧和PM10、PM2.5均存在負(fù)的相關(guān)性，從而出現(xiàn)在較好的優(yōu)良天氣出現(xiàn)局部臭氧濃度超標(biāo)的情況。