德慶縣城區(qū)夏秋季近地層大氣臭氧污染特征

鐘建輝

摘 要：該文利用德慶縣城區(qū)空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的2016年夏、秋兩季臭氧污染物連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，從時(shí)間變化、氣象因素-溫度、前體物（NO2、CO）等方面分析德慶縣城區(qū)夏季大氣臭氧污染特征和變化規(guī)律。結(jié)果表明，德慶城區(qū)臭氧8 h濃度作為首要污染物頻率僅次于細(xì)顆粒物，臭氧濃度具有明顯的時(shí)間變化規(guī)律。臭氧濃度與氣象因素-溫度呈明顯正相關(guān)變化，與NO2呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)變化、CO呈弱相關(guān)變化。

關(guān)鍵詞：近地層 大氣 臭氧 相關(guān)性

中圖分類號(hào)：X515 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）04（c）-0133-02

臭氧是大氣中氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物經(jīng)光化反應(yīng)的產(chǎn)物。近地面的臭氧污染物與距地面約30 km的高空臭氧層，對(duì)地球生物影響發(fā)揮著“魔鬼”與“天使”的正反面作用。高空臭氧層可以吸收紫外線、X射線、伽馬射線等99%短波射線，成為地球的保護(hù)傘。但出現(xiàn)在距地表約2.5 km的大氣中低空臭氧，卻是城市光化學(xué)煙霧的一種成分，對(duì)植被和人類有傷害。臭氧污染不可忽視。

德慶縣地處廣東省西北部、西江中游北岸，東接高要，西及西北與封開毗鄰，北連懷集，東北與廣寧縣相接壤，南臨西江與云浮市郁南、云安兩縣隔江相望。城區(qū)位于德慶縣的南面，與云浮市郁南縣只有一江之隔。德慶縣城區(qū)的環(huán)境空氣質(zhì)量主要受本轄區(qū)工業(yè)污染源和外來污染源的影響。

近年來，隨著環(huán)保部門對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的加強(qiáng)，可得知臭氧污染日益嚴(yán)重，尤其在夏秋兩季。文章根據(jù)德慶縣城區(qū)環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站2016年連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析德慶縣城區(qū)在夏、秋兩季臭氧污染變化特征。

1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位信息和監(jiān)測(cè)方法

1.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位信息

德慶縣城區(qū)環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站于2015年底建成，選址研究由中山大學(xué)完成，設(shè)在德慶縣公安局機(jī)動(dòng)訓(xùn)練基地，坐標(biāo)23°8'50.18“N，111°46'32.99"E，建筑物樓層共5層，高約18 m。德慶縣公安局機(jī)動(dòng)訓(xùn)練基地周邊為空地、居民樓和公安局辦公樓，南面隔空地為德慶大道，距離約120 m。自動(dòng)站位于城區(qū)中心，符合《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)技術(shù)規(guī)范（試行）》等相關(guān)技術(shù)規(guī)范，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)具有代表性和可比性。

1.2 監(jiān)測(cè)方法與標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 監(jiān)測(cè)儀器

（1）賽默飛世爾科技（中國）有限公司49i型臭氧分析儀：有效量程為0～50 ppm，最低檢出限為0.5 ppb，重現(xiàn)性1 ppb，線性：±1%滿量程，零漂為<2.0 ppb/24 h，相應(yīng)時(shí)間<180 s，流量為1～3 L/min。

（2）賽默飛世爾科技（中國）有限公司146i型動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)儀：流量計(jì)準(zhǔn)確度為±1%滿量程，質(zhì)量流量測(cè)量重現(xiàn)性為±2%滿量程，標(biāo)氣流量計(jì)量程為0～100 mL/min，零氣流量計(jì)量程為≥10 L/min，臭氧發(fā)生準(zhǔn)確度為±2%。

（3）賽默飛世爾科技（中國）有限公司111型零氣發(fā)生器：壓力為10～30 psi，零氣的純度為O3≤0.5 ppb。

1.2.2 監(jiān)測(cè)方法

臭氧監(jiān)測(cè)方法采用《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物（SO2、NO2、O3、CO）連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法》（HJ654-2013）的方法。質(zhì)量保證按照《環(huán)境質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ193-2005）等有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

1.2.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

德慶縣城區(qū)屬于二類環(huán)境空氣功能區(qū)，執(zhí)行《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值，即臭氧日最大8 h平均≤160 μg/m3，小時(shí)平均值≤200 μg/m3。

2 環(huán)境空氣質(zhì)量狀況

2016年德慶縣城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)為332 d，超標(biāo)天數(shù)34 d，優(yōu)良率達(dá)到91.3%，綜合質(zhì)量指數(shù)為3.93，全市排名第4。德慶縣城區(qū)首要污染物為細(xì)顆粒物（PM2.5）100 d，其次為臭氧日最大8 h均值79 d，占比35.7%。從表1可知，臭氧8 h濃度作為首要污染物集中在夏季和秋季，分別為29 d、34 d。

3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

3.1 臭氧小時(shí)濃度、月均濃度變化規(guī)律

從圖1顯示，2016年德慶縣城區(qū)夏、秋兩季的臭氧小時(shí)平均濃度在24 h的變化規(guī)律均為單峰型，且濃度都較為接近，均從上午9點(diǎn)開始逐步上升，到下午16～17時(shí)達(dá)到峰值后開始下降。

從圖2可以看出，2016年德慶縣城區(qū)臭氧日最大8小時(shí)月平均濃度呈現(xiàn)夏秋兩季高，春秋兩季低的變化規(guī)律。6月～11月（即夏、秋季）臭氧日最大8 h月平均濃度較大，12～5月（即冬、春季）臭氧日最大8 h月平均濃度較低，其中最高濃度為夏季9月的117 μg/m3，最低濃度為冬季1月的48 μg/m3。

3.2 溫度與臭氧小時(shí)平均濃度的相關(guān)性變化

氣象因素是影響近地面臭氧濃度的主要因素之一，是造成臭氧濃度日小時(shí)濃度、月均濃度、季均濃度、年均濃度變化的重要因素。在各種氣象因素之中，溫度影響臭氧濃度比較重要。圖3顯示了德慶縣城區(qū)夏、秋兩季臭氧小時(shí)濃度與溫度小時(shí)濃度的變化規(guī)律。可以看出，臭氧小時(shí)平均濃度與溫度小時(shí)平均值具有極為相似的變化規(guī)律，隨著溫度的升高，臭氧濃度也隨之升高，呈明顯的正相關(guān)（相關(guān)性為0.98）變化。

3.3 O3-8H與CO、NO2月均值的相關(guān)變化

臭氧是二次污染，其生成主要依賴于一次污染物（NO2、CO等）的濃度和化學(xué)反應(yīng)。從圖4顯示，德慶縣城區(qū)夏、秋季NO2、CO月均濃度變化不大，較為平穩(wěn)； O3-8H與NO2呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)（相關(guān)系數(shù)-0.70），O3-8H與CO呈弱負(fù)相關(guān)（相關(guān)系數(shù)-0.10）。

4 結(jié)論

（1）2016年，德慶縣城區(qū)臭氧8 h（O3-8H）作為主要污染物頻率僅次于細(xì)顆粒物（PM2.5），占比達(dá)到35.7%，且集中在夏、秋兩季。

（2）從2016年臭氧污染物的連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，德慶縣城區(qū)夏、秋兩季的臭氧小時(shí)平均濃度在24 h的變化規(guī)律均成單峰型；臭氧日最大8 h月平均濃度呈現(xiàn)夏秋兩季高，春秋兩季低的變化規(guī)律。

（3）德慶縣城區(qū)夏、秋兩季臭氧小時(shí)平均濃度與溫度小時(shí)平均值呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)（相關(guān)性為0.98）變化。溫度作為氣象因素之一，對(duì)臭氧濃度影響較為重要。

（4）德慶縣城區(qū)夏、秋兩季O3-8H與NO2呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)（相關(guān)系數(shù)-0.70），O3-8H與CO呈弱負(fù)相關(guān)（相關(guān)系數(shù)-0.10）。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉獻(xiàn)輝，周兵利，陳建新，等.洛陽市老城區(qū)環(huán)境空氣中臭氧污染特征及相關(guān)氣象要素分析[J].環(huán)境研究與監(jiān)測(cè)，2014，27（2）：14-17.

[2] GB3095-2014，環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] HJ654-2013，環(huán)境空氣氣態(tài)污染物（SO2、NO2、O3、CO）連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法[S].

[4] HJ193-2005，環(huán)境質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].