余姚市區(qū)臭氧濃度變化規(guī)律及污染水平研究

葉文權(quán)

（余姚市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，浙江余姚 315400）

余姚市區(qū)臭氧濃度變化規(guī)律及污染水平研究

葉文權(quán)

（余姚市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，浙江余姚 315400）

根據(jù)2014年1月1日—2014年12月31日余姚市區(qū)去年大氣臭氧（O3）連續(xù)監(jiān)測(cè)資料，研究余姚市區(qū)地面O3濃度的時(shí)空分布及其變化特征。結(jié)果表明：臭氧（O3）濃度有明顯的季節(jié)變化，夏季高，冬季低，超標(biāo)多發(fā)生在夏季；臭氧（O3）濃度具有明顯的日變化特征，8—14點(diǎn)呈上升趨勢(shì)，14點(diǎn)到達(dá)峰值，15點(diǎn)—次日7點(diǎn)呈下降趨勢(shì)，其中15點(diǎn)—23點(diǎn)下降明顯，0點(diǎn)—7點(diǎn)，下降平緩，7點(diǎn)到達(dá)谷值。

臭氧濃度 變化規(guī)律 超標(biāo)率

臭氧近（O3）是大氣中一種重要的微量氣體，其化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在常溫下就能分解成氧氣，在加熱和紫外線（UV）照射時(shí)，分解加速。地面臭氧（O3）是光化學(xué)煙霧的特征污染物和重要指示物，對(duì)人類健康和地球生態(tài)系統(tǒng)有直接的影響。根據(jù)清華大學(xué)編的《臭氧技術(shù)應(yīng)用文集》一書(shū)，人們?cè)试S接觸的臭氧安全濃度不大于0.2mg/m3。同時(shí)，臭氧（O3）是控制低層大氣化學(xué)過(guò)程與循環(huán)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(guī)律及其影響因素研究已經(jīng)成為環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要前沿課題。本文主要利用余姚市連續(xù)一年的近地面O3監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，研究了余姚市區(qū)大氣O3濃度的變化規(guī)律和超標(biāo)情況。

1 儀器及監(jiān)測(cè)點(diǎn)位狀況

圖1 全年日均值

圖2 全年月均值（月均值（單位μg/m^3））

余姚市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站分別在龍山公園站、七里浦水廠站兩個(gè)站點(diǎn)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(duì)這兩個(gè)環(huán)境空氣點(diǎn)位臭氧進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在觀測(cè)過(guò)程中嚴(yán)格按照國(guó)家環(huán)境保護(hù)部《環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)》（HJ/T 193-2005）利用配套校準(zhǔn)系統(tǒng)對(duì)儀器進(jìn)行定期標(biāo)定和校準(zhǔn)。在監(jiān)測(cè)過(guò)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(wú)效數(shù)據(jù)予以剔除，按技術(shù)規(guī)范（HJ/T 193-2005）進(jìn)行有效統(tǒng)計(jì)，各點(diǎn)位有效數(shù)據(jù)獲取率有所不同，但均在96.7%-98.6%之間。

2 季節(jié)、時(shí)間規(guī)定

本文在季節(jié)、時(shí)間上按照中國(guó)的傳統(tǒng)計(jì)算，四季分別開(kāi)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(guī)律

3.1 臭氧（O3）日均值變化規(guī)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(guī)律變化，且兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位變化規(guī)律基本一致，夏季高，冬季低，并且呈現(xiàn)明顯的雙峰變化。春末夏初日均濃度最高，出現(xiàn)峰值。在秋季的10月份又出現(xiàn)峰值。冬季日均濃度最低。

3.2 臭氧（O3）月均值、季均值變化規(guī)律

圖3 全年季均值（季均值（單位μg/m^3））

圖4 不同季節(jié)及全年日變化（單位:ug/m^3）

比較2014年各月均值可以看到（見(jiàn)圖2），我市兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)情況基本相似，全年呈雙峰變化。在5月和10月出現(xiàn)峰值，結(jié)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(shí)間不短，氣溫不低，但風(fēng)速相對(duì)不大，利與臭氧（O3）形成，不利于臭氧（O3）的擴(kuò)散。7月、8月、9月相比與5月、6月和10月，雖然平均日照時(shí)間長(zhǎng)一點(diǎn)，但余姚地處亞熱帶南緣，屬季風(fēng)型氣候。夏秋間多臺(tái)風(fēng)和熱帶風(fēng)暴，為臭氧（O3）擴(kuò)散創(chuàng)造了良好的條件。11月、12月和1月均值最低。從季均值（見(jiàn)圖3）可以看到，余姚市臭氧（O3）濃度季節(jié)變化明顯，夏季明顯高于冬季，春季和秋季相當(dāng)。夏季臭氧（O3）濃度高主要是強(qiáng)太陽(yáng)輻射和高溫等有利于光化學(xué)反應(yīng)的氣象條件造成的。

表1 臭氧超標(biāo)統(tǒng)計(jì)

3.3 臭氧（O3）不同季節(jié)及全年日變化

從監(jiān)測(cè)情況來(lái)看，四季與全年24小時(shí)的變化趨勢(shì)基本一致，不同季節(jié)及全年日變化圖4所示。即8-14點(diǎn)上升明顯，在每天的14點(diǎn)左右到達(dá)峰值。而從15點(diǎn)開(kāi)始到次日7點(diǎn)是逐漸下降的，其中15點(diǎn)—23點(diǎn)下降較為明顯，0點(diǎn)—7點(diǎn)呈平穩(wěn)下降的趨勢(shì)。在每天早晨7點(diǎn)左右到達(dá)谷值。

從變化幅度來(lái)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(jié)相對(duì)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(xiàn)在夏季的14點(diǎn)，127 ug/ m^3，全年谷值出現(xiàn)在冬季的7點(diǎn)，11.9 ug/m^3。在0點(diǎn)—7點(diǎn)這個(gè)臭氧濃度略有下降的時(shí)間段，臭氧值從高到低依次為春季＞夏季＞秋季＞冬季；在8點(diǎn)—14點(diǎn)這個(gè)臭氧濃度上升明顯的時(shí)間段，臭氧值從高到低依次為夏季＞秋季＞春季＞冬季；在15點(diǎn)—23點(diǎn)這個(gè)臭氧濃度下降的時(shí)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?yàn)椋合募荆厩锛荆敬杭荆径?；各季谷值從大到小依次排序?yàn)椋捍杭荆鞠募荆厩锛荆径?；總的?lái)說(shuō)，無(wú)論是從一天來(lái)看，還是從一個(gè)季度來(lái)看，臭氧濃度的高低與光照、溫度成一定的正比關(guān)系。

4 臭氧超標(biāo)情況分析

以日最大8小時(shí)平均作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，從表1可以看出：超標(biāo)天數(shù)主要出現(xiàn)在夏季，超標(biāo)天數(shù)占全年的48.4%，其次是秋季，超標(biāo)天數(shù)占全年的34.4%。冬季無(wú)超標(biāo)現(xiàn)象。從這個(gè)方面也可以看出，臭氧濃度的高低與太陽(yáng)輻射和高溫等有利于光化學(xué)反應(yīng)的氣象條件成一定的正比關(guān)系。

5 結(jié)語(yǔ)

（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(xiàn)峰值。在秋季的10月份又出現(xiàn)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(dāng)。（3）余姚市大氣臭氧濃度時(shí)均值呈規(guī)律變化，即8—14點(diǎn)上升明顯，在每天的14點(diǎn)左右到達(dá)峰值。而從15點(diǎn)開(kāi)始到次日7點(diǎn)是逐漸下降的，7點(diǎn)左右到達(dá)谷值。（4）余姚市大氣臭氧濃度以日最大8小時(shí)平均論，超標(biāo)多出現(xiàn)在夏季，占總超標(biāo)天數(shù)的48.4%，其次是秋季的34.4%，冬季無(wú)超標(biāo)現(xiàn)象。（5）綜上所述，臭氧濃度的高低主要是強(qiáng)太陽(yáng)輻射和高溫等有利于光化學(xué)反應(yīng)的氣象條件造成的。

［1］國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范（HJ/T 193-2005）.

［2］馬一琳，張遠(yuǎn)航.北京市大氣光化學(xué)氧化劑污染研究［J］.環(huán)境科學(xué)研究，2000（1）：14-17.

［3］王雪梅，符春，梁桂雄.城市區(qū)域臭氧濃度變化的研究［J］.環(huán)境科學(xué)研究，2001（5）：1-3.

葉文權(quán)（1982—），男，浙江余姚人，本科，工程師，研究方向：環(huán)境監(jiān)測(cè)。