合肥市中心城區(qū)低空大氣臭氧污染特征和變化狀況

千勇

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，中國城市化進(jìn)程的加快和汽車保有量的急劇增加，近6年來合肥市區(qū)機(jī)動車保有量年均20%的速度快速增長，合肥市區(qū)機(jī)目前機(jī)動車已經(jīng)有110多萬輛；市區(qū)道路規(guī)劃建設(shè)相對滯后、道路施工建設(shè)等原因造成道路擁堵漸成常態(tài)，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(fā)性有機(jī)化合物和一氧化碳等光化學(xué)前體物，合肥市區(qū)近地面大氣中臭氧濃度的升高，光化學(xué)煙霧污染出現(xiàn)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(jiān)測數(shù)據(jù)。研究合肥市區(qū)近地面大氣臭氧濃度的分布特征和時(shí)間變化規(guī)律，并對原因進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：臭氧污染；氮氧化物；一氧化碳

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

1 數(shù)據(jù)來源與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

大氣污染物數(shù)據(jù)來源于合肥市環(huán)境監(jiān)測中心站，主要包括臭氧全市小時(shí)均值、氮氧化物全市小時(shí)均值和一氧化碳全市小時(shí)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(xù)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行分析。

1.2 評價(jià)方法

臭氧超標(biāo)情況的評價(jià)限值依據(jù)國家《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（ GB3095-2012） ，以二級標(biāo)準(zhǔn)小時(shí)質(zhì)量濃度限值200μg/m3，判定臭氧是否超標(biāo)，見下表1。

2 結(jié)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(xù)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行分析，臭氧濃度在一天中呈明顯的單峰型變化規(guī)律，在午后15：00左右臭氧濃度達(dá)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(dá)到全天的最低值（32μg/m3）。上述結(jié)果說明，合肥近地面臭氧濃度變化與太陽輻射強(qiáng)度密切相關(guān)。夜間臭氧濃度隨時(shí)間變化平緩，日出前達(dá)到全天的最低值，此時(shí)臭氧的前體物質(zhì)（如氮氧化物和一氧化碳等）逐漸進(jìn)行積累，日出后隨著太陽輻射的逐漸增強(qiáng)，大氣光化學(xué)反應(yīng)逐漸加強(qiáng)，臭氧作為光化學(xué)反應(yīng)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(xiàn)出雙峰的變化，5月和8月是全年臭氧濃度最高的兩個(gè)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(jù)研究表明，臭氧的產(chǎn)生主要受高壓天氣的控制。由于云能削減達(dá)到地面的太陽輻射，而紫外輻射是產(chǎn)生臭氧的一個(gè)很重要的原因，合肥地區(qū)6、7月進(jìn)入梅雨季節(jié)，太陽輻射減少，6、7月出現(xiàn)一個(gè)波谷。地面臭氧濃度的區(qū)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(xiàn)出中心城區(qū)低、郊區(qū)高的特點(diǎn)。董鋪水庫站為清潔對照點(diǎn)，周圍水域面積大，太陽輻射強(qiáng)，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(jié)變化

合肥四季特點(diǎn)是：春暖、夏炎、秋爽、冬寒。四季的劃分標(biāo)準(zhǔn)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(gè)季節(jié)中臭氧小時(shí)平均濃度變化情況。由于太陽輻射和氣溫等光化學(xué)反應(yīng)條件的變化，合肥臭氧濃度春季開始升高，夏季達(dá)到最高，秋季逐漸降低，冬季達(dá)到最低。春季和夏季臭氧濃度的各小時(shí)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(jié)太陽輻射強(qiáng)和氣溫高等導(dǎo)致光化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)烈有關(guān)。

3 結(jié)語

分析結(jié)果表明，合肥市臭氧小時(shí)平均濃度都呈現(xiàn)出明顯的單峰型日變化規(guī)律，在一天中15時(shí)左右達(dá)到最高濃度，到21點(diǎn)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(xiàn)雙峰特征，分別出現(xiàn)在5月和8月，因?yàn)楹戏适?月、7月進(jìn)入梅雨季節(jié)，6月降雨20天，7月降雨18天；臭氧月均值最低出現(xiàn)在1月，1月在全年平均氣溫最低。地面臭氧濃度的區(qū)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(xiàn)出中心城區(qū)低、郊區(qū)高的特點(diǎn)。

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(fā)性有機(jī)物等在高溫、強(qiáng)光照條件下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)二次轉(zhuǎn)化形成的。低空排放的城市機(jī)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(xiàn)光化學(xué)煙霧污染，因此，世界各國大城市均采取控制城市機(jī)動車尾氣排放、大力發(fā)展公共軌道交通等措施，以防治區(qū)域光化學(xué)煙霧發(fā)生和近地面臭氧濃度超標(biāo)。臭氧的產(chǎn)生與地區(qū)性的交通運(yùn)輸、石化行業(yè)和燃煤鍋爐等工業(yè)生產(chǎn)污染源的排放特征，以及地形和氣象條件也密切相關(guān)。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(diǎn)污染源，也應(yīng)當(dāng)對小污染源加以整治，加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)加強(qiáng)綠化工程將有助于減少和抑制嚴(yán)重污染的發(fā)生。

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