合肥市中心城區低空大氣臭氧污染特征和變化狀況

千勇

摘 要：隨著社會經濟的不斷發展，中國城市化進程的加快和汽車保有量的急劇增加，近6年來合肥市區機動車保有量年均20%的速度快速增長，合肥市區機目前機動車已經有110多萬輛；市區道路規劃建設相對滯后、道路施工建設等原因造成道路擁堵漸成常態，早晚高峰期更是擁堵不堪，使單車污染物排放量增大，隨著汽車尾氣排放的氮氧化物、揮發性有機化合物和一氧化碳等光化學前體物，合肥市區近地面大氣中臭氧濃度的升高，光化學煙霧污染出現的頻率增加。大氣臭氧濃度有逐年升高的趨勢，2016年合肥市有23天臭氧為首要污染物。本文利用合肥市2016年1～2017年2月近地面臭氧、氮氧化物和一氧化碳的監測數據。研究合肥市區近地面大氣臭氧濃度的分布特征和時間變化規律，并對原因進行分析。

關鍵詞：臭氧污染；氮氧化物；一氧化碳

中圖分類號：P421 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）20-0003-01

1 數據來源與方法

1.1 數據來源

大氣污染物數據來源于合肥市環境監測中心站，主要包括臭氧全市小時均值、氮氧化物全市小時均值和一氧化碳全市小時均值，主要針對2016年1～2017年2月合肥市低空（距地面小于25m）大氣臭氧污染濃度的連續監測結果進行分析。

1.2 評價方法

臭氧超標情況的評價限值依據國家《環境空氣質量標準》（ GB3095-2012） ，以二級標準小時質量濃度限值200μg/m3，判定臭氧是否超標，見下表1。

2 結果和討論

2.1 臭氧的總體分布

如圖1所示。

對2016年全年合肥市低空大氣臭氧污染濃度的連續監測結果進行分析，臭氧濃度在一天中呈明顯的單峰型變化規律，在午后15：00左右臭氧濃度達到最高值（97μg/m3），隨后臭氧濃度逐漸降低，21：00以后趨于平緩降低階段，日出前7：00左右達到全天的最低值（32μg/m3）。上述結果說明，合肥近地面臭氧濃度變化與太陽輻射強度密切相關。夜間臭氧濃度隨時間變化平緩，日出前達到全天的最低值，此時臭氧的前體物質（如氮氧化物和一氧化碳等）逐漸進行積累，日出后隨著太陽輻射的逐漸增強，大氣光化學反應逐漸加強，臭氧作為光化學反應的二次污染物，其濃度逐漸升高。

2.2 臭氧濃度的月變化

合肥市臭氧濃度月變化在全年呈現出雙峰的變化，5月和8月是全年臭氧濃度最高的兩個月份，最高值分別為111μg/m3和98μg/m3；1月臭氧濃度最低為24μg/m3。據研究表明，臭氧的產生主要受高壓天氣的控制。由于云能削減達到地面的太陽輻射，而紫外輻射是產生臭氧的一個很重要的原因，合肥地區6、7月進入梅雨季節，太陽輻射減少，6、7月出現一個波谷。地面臭氧濃度的區域差異非常顯著，董鋪水庫站的濃度最高、三里街站最低，呈現出中心城區低、郊區高的特點。董鋪水庫站為清潔對照點，周圍水域面積大，太陽輻射強，相對濕度大有利于臭氧的生成。如圖2所示。

2.3 臭氧濃度的季節變化

合肥四季特點是：春暖、夏炎、秋爽、冬寒。四季的劃分標準是：春季3～5月，夏季6～8月，秋季9～11月，冬季12～2月。上圖中表示了2016年3到2017年2月四個季節中臭氧小時平均濃度變化情況。由于太陽輻射和氣溫等光化學反應條件的變化，合肥臭氧濃度春季開始升高，夏季達到最高，秋季逐漸降低，冬季達到最低。春季和夏季臭氧濃度的各小時和日變化幅度較大，而秋季和冬季變化幅度相對較小，這與春、夏季節太陽輻射強和氣溫高等導致光化學反應強烈有關。

3 結語

分析結果表明，合肥市臭氧小時平均濃度都呈現出明顯的單峰型日變化規律，在一天中15時左右達到最高濃度，到21點左右臭氧濃度開始下降，第二天7：00左右降至最低濃度；臭氧濃度月均值冬半年明顯低于夏半年，一年中臭氧濃度月均值出現雙峰特征，分別出現在5月和8月，因為合肥市6月、7月進入梅雨季節，6月降雨20天，7月降雨18天；臭氧月均值最低出現在1月，1月在全年平均氣溫最低。地面臭氧濃度的區域差異非常顯著，董鋪水庫站的濃度最高、三里街站最低，呈現出中心城區低、郊區高的特點。

近地面的臭氧，除了平流層輸入，大部分是由人為源排放的氮氧化物和揮發性有機物等在高溫、強光照條件下發生光化學反應二次轉化形成的。低空排放的城市機動車尾氣對城市大氣臭氧濃度升高有顯著影響。大城市比小城市更容易出現光化學煙霧污染，因此，世界各國大城市均采取控制城市機動車尾氣排放、大力發展公共軌道交通等措施，以防治區域光化學煙霧發生和近地面臭氧濃度超標。臭氧的產生與地區性的交通運輸、石化行業和燃煤鍋爐等工業生產污染源的排放特征，以及地形和氣象條件也密切相關。我們在治理近地面臭氧污染的整治對象不僅僅只是針對重點污染源，也應當對小污染源加以整治，加強生態文明建設加強綠化工程將有助于減少和抑制嚴重污染的發生。

參考文獻

[1]王庚辰.大氣臭氧層與臭氧洞[M].氣象出版社，2005.

[2]洪茂盛，焦荔，何曦，等.杭州市區大氣臭氧濃度變化及氣象要素影響[J].應用氣象學報，2009.

[3]談建國，陸國良，耿福海，等.上海夏季近地面臭氧濃度及其相關氣象因子的分析和預報[J].熱帶氣象學報，2007.

[4]段玉森，張懿華，王東方，徐捷，魏海萍，崔虎雄.我國部分城市臭氧污染時空分布特征分析環境監測管理與技術，2011.

[5]宗雪梅，王庚辰，陳洪濱.北京地區邊界層大氣臭氧濃度變化特征分析.環境科學，2007.

[6]殷水泉，單文坡，紀霞.濟南市大氣臭氧濃度變化規律研究.環境科學，2006.endprint