天水市環境空氣中臭氧濃度特征分析

趙曉莉 黃海玲

（1甘肅天水市環境監測站甘肅天水7410002甘肅天水市秦州區環境監測站甘肅天水741000）

天水市環境空氣中臭氧濃度特征分析

趙曉莉1黃海玲2

（1甘肅天水市環境監測站甘肅天水7410002甘肅天水市秦州區環境監測站甘肅天水741000）

采用2015年天水市城區臭氧監測數據，分析了本轄區的臭氧濃度變化特征，結合氣象數據分析了氣象條件對臭氧濃度的影響。結果表明，臭氧濃度呈單峰形日變化特征，15時～16時值最大，6時～8時值最小，全年7月濃度最高；結合氣象參數分析了溫度、能見度、濕度對臭氧的影響，得出臭氧濃度與溫度、能見度存在正相關性，與空氣濕度存在負相關性的結論。

臭氧；變化特征；氣象因素

臭氧是一種淡藍色、有刺激氣味的氧化性氣體，城區內臭氧主要是由汽車尾氣、石油化工等排放的氮氧化物（NOX）和揮發性有機物（VOCs）在大氣中進行復雜的光化學反應而產生的二級污染物[1]，主要形成于市區及周邊郊區。臭氧濃度太高會刺激人的呼吸道，引發支氣管炎和肺氣腫；會使人神經中毒，頭痛頭暈，視力下降，記憶力衰退，加速衰老。2012年新修訂的《環境空氣質量標準》（GB3096-2012）發布，將監測指標由原來的3項擴展為6項，臭氧成為其中控制指標之一；在大多數城市，臭氧已成為夏季的首要污染物，越來越受到人們的關注，因此探討臭氧的變化特征對防治臭氧污染有重要意義。

1 天水市臭氧監測情況

1.1 監測點位

天水市在秦州、麥積兩區各布設1個空氣自動監測子站，兩區點位均位于本市區全年主導風向下風向，布設于兩區中心，符合《環境空氣質量監測點位布設技術規范》(HJ 664-2013)。具體點位情況見表1。

表1 監測點位情況

1.2 儀器設備

2個測點均使用EC9810B型（澳大利亞）臭氧監測儀，在儀器正常運行期間，用一級臭氧對動態校準儀進行了標準傳遞，平時按《環境空氣質量自動監測技術規范》（HJ/T193-2005）要求對儀器進行校準和維護。

1.3 數據獲取

本文臭氧日變化規律及與氣象參數的關系數據均采用兩測點夏季典型日數據，其他數據采用日均濃度對應的月均值和季均值。

2 監測結果分析

2.1 監測結果

2015年天水市臭氧日最大8小時平均第90百分位數為128μg/m3，達到國家二級標準。秦州、麥積2個測點臭氧日最大8小時平均第90百分位數為125μg/m3和131μg/m3。

2.2 趨勢分析

2.2.1 兩測點夏季典型日臭氧濃度日變化特征

天水市兩測點夏季典型日臭氧日變化趨勢見圖1。

從圖1可以看出，兩測點夏季典型日臭氧濃度日變化規律均呈單峰變化，最低點出現在6～8時，最高點出現在15～16時，與本地太陽輻射強度變化相同，與其他城市臭氧濃度日變化規律一致[2-3]。

2.2.2 各測點臭氧濃度月變化特征

天水市不同測點臭氧月變化趨勢見圖2。

從圖2可以看出，天水市2015年兩測點月均值變化趨勢相同，臭氧濃度1～6月持續上升，7月達到最高，8月開始逐漸下降。

2.2.3 各測點臭氧濃度季節變化特征

天水市不同測點臭氧季節變化特征見圖2。

從圖3可以看出，不同測點臭氧濃度隨季節變化趨勢一致，臭氧濃度夏季最高，春季次之，冬季最低；夏季臭氧濃度為冬季的2.3倍。

2.3 氣象因素對臭氧濃度的影響

氣象條件在臭氧的形成、輸送、沉降和稀釋中起重要作用，氣溫、風速、濕度、能見度等對臭氧及其前體物的濃度變化均有重要影響[4]。

2.3.1 空氣中NO2對臭氧濃度

如圖4所示，在日變化規律中，臭氧濃度隨NO2濃度的增大而減小，NO2與臭氧存在顯著的負相關性，臭氧由NO2光解產生，午后NO2光解加強，轉化為臭氧，使臭氧濃度上升，NO2濃度下降。

2.3.2 氣溫對臭氧的影響

如圖5所示，在日變化規律中，臭氧濃度隨溫度的升高而增大，在16時達到最大，其間存在一定的正相關性。因為臭氧是在太陽輻射下由一次污染物通過光化學反應生成的，而氣溫隨太陽輻射強度而升高，兩者之間有一定的關聯，日變化規律大致相同。

2.2.3 能見度對臭氧的影響

如圖6所示，在日變化規律中，臭氧濃度隨能見度的增大而增大，通常情況下，天氣晴朗，能見度高，太陽輻射強，氣溫升高，有利于臭氧的生成，其間存在一定的正相關性。

2.2.4 濕度對臭氧的影響

臭氧濃度與空氣濕度的關系見圖7。空氣濕度大，空氣當中水蒸汽的飽和度高，阻擋陽光的照射，不利于臭氧生成，臭氧濃度低；反之，當空氣干燥濕度小時，臭氧濃度相對較高。

3 結語

2015年天水市2城區臭氧濃度有以下變化特征：（1）日變化規律均呈現出單峰形趨勢，6：00～7：00時濃度最低，16：00～17：00時最高。（2）全年7月濃度較高，四個季度夏季最大高，冬季最低，說明太陽輻射強度對臭氧有直接的影響。（3）NO2與臭氧呈現負相關變化，NO2光解產生臭氧，使臭氧濃度升高，NO2濃度降低。（4）臭氧濃度受氣象條件影響較大，與氣象參數的關系為：和溫度、能見度存在正相關性，與空氣濕度存在負相關性。得出了與其他文章結論相似的規律[5-8]。

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趙曉莉（1973—），女，甘肅天水市，工程師，研究方向：環境監測。