朝陽市臭氧來源解析及敏感因素分析

摘要：本研究基于CAMx/OSAT數(shù)值模式，對(duì)朝陽市O3污染進(jìn)行來源解析，并對(duì)O3敏感因素模擬分析，從而識(shí)別出影響朝陽市O3污染的主要關(guān)鍵因素，為區(qū)域O3污染治理提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：源解析;敏感性;影響因素

Absrtact：Based on the CAMx/OSAT numerical model，this study analyzed the sources of O3 pollution in Chaoyang City，and simulated and analyzed the O3 sensitive factors，thus identifying the main key factors affecting O3 pollution in Chaoyang City，providing theoretical basis and technical support for regional O3 pollution control.

Key words：Source analysis;Sensitivity;Influencing factors

朝陽市O3污染問題日益顯現(xiàn)，區(qū)域O3濃度呈逐年上升趨勢，尤其是在夏秋季節(jié)其已成為朝陽市的首要污染物。因此，解析朝陽市本地O3污染物主要來源，研究其污染成因?qū)Τ柺袇^(qū)域O3污染治理至關(guān)重要。

1 區(qū)域O3污染變化趨勢

2014-2018年，朝陽市區(qū)域環(huán)境空氣顆粒物、SO2和NO2污染有所改善，O3作為首要污染物的天數(shù)從2014年的13天上升為2018年的107天，增長7倍，污染趨勢明顯加重，因此O3污染治理將成為朝陽市未來大氣污染控制的重點(diǎn)工作之一（如圖1所示）。

2 源類貢獻(xiàn)分析

2.1 外來輸送貢獻(xiàn)

本研究基于空氣質(zhì)量模型CAMx開展模擬，定量評(píng)估周邊地區(qū)（包括華北地區(qū)、內(nèi)蒙古、遼寧省內(nèi)其他城市、吉林省和黑龍江?。?duì)朝陽市大氣污染物O3濃度的傳輸貢獻(xiàn)。經(jīng)研究，臭氧的外來輸送貢獻(xiàn)為80%。臭氧為二次污染物，呈現(xiàn)典型的區(qū)域性、復(fù)合型污染特征，比一次污染物區(qū)域輸送方式更為復(fù)雜，包括前體物VOCs、NOx通過區(qū)域輸送后到達(dá)朝陽在本地進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)生成臭氧，也包括外地生成的二次污染直接輸送到朝陽本地，較一次污染物更容易受到區(qū)域傳輸影響。

2.2 本地源類貢獻(xiàn)

朝陽市不同季節(jié)各類源對(duì)O3濃度貢獻(xiàn)占比結(jié)果如圖2所示。其中1月、4月、7月、10月分別作為朝陽市冬季、春季、夏季、秋季代表月份，污染源類別包括工業(yè)、居民、交通、天然源、電力和其他，共計(jì)6類。根據(jù)不同季節(jié)O3來源貢獻(xiàn)解析模擬結(jié)果可知：對(duì)朝陽市冬季（1月）大氣O3的濃度有顯著貢獻(xiàn)的源類分別為居民、工業(yè)、交通、其他源，其貢獻(xiàn)率分別為36%、32%、18%、11%;對(duì)朝陽市春季（4月）大氣O3濃度有顯著貢獻(xiàn)的源類分別為工業(yè)源、交通、其他、天然源，其貢獻(xiàn)率分別為38%、25%、17%，11%;對(duì)朝陽市夏季（7月）大氣O3濃度有顯著貢獻(xiàn)的源類分別為交通、工業(yè)、天然源、其他，其貢獻(xiàn)率分別為38%、23%、19%，15%;對(duì)朝陽市秋季（10月）大氣O3濃度有顯著貢獻(xiàn)的源類分別為工業(yè)、交通、天然、其他，其貢獻(xiàn)率分別為36%、22%、17%，16%。

3 敏感性分析

O3主要由NOx和VOCs在光照作用下生成。由于NOx和VOCs對(duì)O3生消影響是高度非線性的，在高NOx濃度下，VOCs濃度的增加有利于臭氧的產(chǎn)生;在低NOx濃度下，VOCs濃度的增加則可能會(huì)抑制臭氧生成。非線性關(guān)系使得臭氧污染的預(yù)防與控制變得十分復(fù)雜和困難。本次朝陽市臭氧敏感性分析結(jié)果如圖3所示。

O3N代表在NOx控制條件下受體點(diǎn)O3的生成貢獻(xiàn)，O3V代表在VOCs控制條件下受體點(diǎn)O3生成的貢獻(xiàn)。模擬結(jié)果顯示：朝陽市區(qū)冬季（1月）VOCs控制條件下O3生成貢獻(xiàn)比較大，為52%;春季（4月）VOCs控制條件下受體點(diǎn)O3生成為51%;夏季（7月）VOCs控制條件下受體點(diǎn)O3生成為25%;秋季（10月）VOCs控制條件下受體點(diǎn)O3生成為54%。在NOx控制條件下受體點(diǎn)O3生成的貢獻(xiàn)冬季（1月）為48%，春季（4月）為49%，夏季（7月）為75%，秋季（10月）為46%。

4 污染影響因素分析總結(jié)

朝陽市國控點(diǎn)O3在冬季（1月）、春季（4月）、秋季（10月）的生成主要受VOCs影響，而夏季（7月）O3的生成主要受NOx控制。在VOCs控制區(qū)內(nèi)，增加VOCs排放會(huì)增加O3的生成并累積，而削減VOCs排放則能降低O3濃度，若此時(shí)只針對(duì)NOx進(jìn)行減排并不會(huì)降低O3濃度。在NOx控制區(qū)，O3濃度隨NOx增加而增加，NOx的削減有助于O3濃度的降低，此時(shí)只針對(duì)VOCs減排對(duì)降低O3濃度作用不大。

綜上，朝陽市應(yīng)在春季、秋季及冬季重點(diǎn)控制VOCs排放以減輕O3污染，而在夏季則應(yīng)重點(diǎn)控制NOx排放來減輕O3污染。

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收稿日期：2020-05-06

作者簡介：張瑛華（1981-），女，漢族，碩士，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境保護(hù)。