余姚市區臭氧濃度變化規律及污染水平研究

【摘 要】根據2014年1月1日—2014年12月31日余姚市區去年大氣臭氧（O3）連續監測資料，研究余姚市區地面O3濃度的時空分布及其變化特征。結果表明：臭氧（O3）濃度有明顯的季節變化，夏季高，冬季低，超標多發生在夏季；臭氧（O3）濃度具有明顯的日變化特征，8—14點呈上升趨勢，14點到達峰值，15點—次日7點呈下降趨勢，其中15點—23點下降明顯，0點—7點，下降平緩，7點到達谷值。

【關鍵詞】臭氧濃度 變化規律 超標率

臭氧近（O3）是大氣中一種重要的微量氣體，其化學性質不穩定，在常溫下就能分解成氧氣，在加熱和紫外線（UV）照射時，分解加速。地面臭氧（O3）是光化學煙霧的特征污染物和重要指示物，對人類健康和地球生態系統有直接的影響。根據清華大學編的《臭氧技術應用文集》一書，人們允許接觸的臭氧安全濃度不大于0.2mg/m3。同時，臭氧（O3）是控制低層大氣化學過程與循環的重要因子，也是一種重要的溫室氣體。因此，近地面O3的濃度變化規律及其影響因素研究已經成為環境科學領域的一個重要前沿課題。本文主要利用余姚市連續一年的近地面O3監測數據，研究了余姚市區大氣O3濃度的變化規律和超標情況。

1 儀器及監測點位狀況

余姚市環境保護監測站分別在龍山公園站、七里浦水廠站兩個站點利用賽默飛世爾i系列49i型臭氧分析儀（紫外光度法），自2012年起對這兩個環境空氣點位臭氧進行監測，在觀測過程中嚴格按照國家環境保護部《環境空氣質量自動監測技術規》（HJ/T 193-2005）利用配套校準系統對儀器進行定期標定和校準。在監測過程中由于停電、儀器故障及天氣原因（如遭雷擊、濕度大、水汽多）等明顯外界干擾的無效數據予以剔除，按技術規范（HJ/T 193-2005）進行有效統計，各點位有效數據獲取率有所不同，但均在96.7%-98.6%之間。

2 季節、時間規定

本文在季節、時間上按照中國的傳統計算，四季分別開始于立春（2月4日）、立夏（5月5日）、立秋（8月8日）、立冬（11月8日）。

3 臭氧濃度變化規律

3.1 臭氧（O3）日均值變化規律

從圖1全年日均值看，余姚市全年臭氧濃度全年日均值呈規律變化，且兩個監測點位變化規律基本一致，夏季高，冬季低，并且呈現明顯的雙峰變化。春末夏初日均濃度最高，出現峰值。在秋季的10月份又出現峰值。冬季日均濃度最低。

3.2 臭氧（O3）月均值、季均值變化規律

比較2014年各月均值可以看到（見圖2），我市兩個監測點情況基本相似，全年呈雙峰變化。在5月和10月出現峰值，結合我市氣象條件，原因有可能是余姚市在5月和10月日照時間不短，氣溫不低，但風速相對不大，利與臭氧（O3）形成，不利于臭氧（O3）的擴散。7月、8月、9月相比與5月、6月和10月，雖然平均日照時間長一點，但余姚地處亞熱帶南緣，屬季風型氣候。夏秋間多臺風和熱帶風暴，為臭氧（O3）擴散創造了良好的條件。11月、12月和1月均值最低。從季均值（見圖3）可以看到，余姚市臭氧（O3）濃度季節變化明顯，夏季明顯高于冬季，春季和秋季相當。夏季臭氧（O3）濃度高主要是強太陽輻射和高溫等有利于光化學反應的氣象條件造成的。

3.3 臭氧（O3）不同季節及全年日變化

從監測情況來看，四季與全年24小時的變化趨勢基本一致，不同季節及全年日變化圖4所示。即8-14點上升明顯，在每天的14點左右到達峰值。而從15點開始到次日7點是逐漸下降的，其中15點—23點下降較為明顯，0點—7點呈平穩下降的趨勢。在每天早晨7點左右到達谷值。

從變化幅度來看，春季最為平緩，幅度最小，范圍為48.7—89.3 ug/m^3；其他季節相對變化幅度較大，最大的為秋季，范圍為34.2—124 ug/m^3，略高于夏季。全年峰值出現在夏季的14點，127 ug/m^3，全年谷值出現在冬季的7點，11.9 ug/m^3。在0點—7點這個臭氧濃度略有下降的時間段，臭氧值從高到低依次為春季>夏季>秋季>冬季；在8點—14點這個臭氧濃度上升明顯的時間段，臭氧值從高到低依次為夏季>秋季>春季>冬季；在15點—23點這個臭氧濃度下降的時間段，臭氧值從高到低依次為夏季>秋季>春季>冬季；各季峰值從大到小依次排序為：夏季>秋季>春季>冬季；各季谷值從大到小依次排序為：春季>夏季>秋季>冬季；總的來說，無論是從一天來看，還是從一個季度來看，臭氧濃度的高低與光照、溫度成一定的正比關系。

4 臭氧超標情況分析

以日最大8小時平均作為評價標準，從表1可以看出：超標天數主要出現在夏季，超標天數占全年的48.4%，其次是秋季，超標天數占全年的34.4%。冬季無超標現象。從這個方面也可以看出，臭氧濃度的高低與太陽輻射和高溫等有利于光化學反應的氣象條件成一定的正比關系。

5 結語

（1）余姚市大氣臭氧濃度日均值夏季高，冬季低，夏初日均濃度最高，出現峰值。在秋季的10月份又出現峰值。冬季日均濃度最低。（2）余姚市大氣臭氧濃度5月均值最高，10月次之，12月和1月均值最低。夏季均值最高，冬季均值最低，春、秋季均值相當。（3）余姚市大氣臭氧濃度時均值呈規律變化，即8—14點上升明顯，在每天的14點左右到達峰值。而從15點開始到次日7點是逐漸下降的，7點左右到達谷值。（4）余姚市大氣臭氧濃度以日最大8小時平均論，超標多出現在夏季，占總超標天數的48.4%，其次是秋季的34.4%，冬季無超標現象。（5）綜上所述，臭氧濃度的高低主要是強太陽輻射和高溫等有利于光化學反應的氣象條件造成的。

參考文獻：

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作者簡介：葉文權（1982—），男，浙江余姚人，本科，工程師，研究方向：環境監測。