漳州市區(qū)2019年秋季大氣臭氧污染過程分析

林振偉

(漳州市環(huán)境信息中心，福建 漳州 363000)

近年來，隨著我國城市化進(jìn)程的加快，城市臭氧污染問題日益突出[1]。O3作為一種大氣中常見的污染氣體，高濃度的O3對人體健康[2]、生態(tài)環(huán)境[3]和氣候變化[4]等均有重要影響。因此，我國環(huán)境空氣中的 O3污染問題越來越受到大眾的廣泛關(guān)注。2017年以來，漳州市區(qū)O3污染頻發(fā)，尤其是在秋季時(shí)段，O3污染尤為嚴(yán)重，如2019年9月24日-26日，漳州市區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量連續(xù)三天出現(xiàn)O3輕度污染。為有效防治O3污染，提升漳州市區(qū)空氣質(zhì)量，本文通過分析 2019年9月24日-26日漳州市區(qū)O3污染過程中環(huán)境空氣O3、二氧化氮(NO2)及其氣象因子變化特征、O3前體物的變化特征、天氣形勢、O3污染的氣團(tuán)軌跡及O3污染過程的模擬，為漳州市有關(guān)部門制定可行的O3污染防治政策提供理論依據(jù)。

1 國控空氣城市站點(diǎn)

2019年，漳州市區(qū)共有2個(gè)國控空氣城市評價(jià)點(diǎn)和1個(gè)對照點(diǎn)，分別為三中、藍(lán)田和九湖[5]，3個(gè)點(diǎn)位布設(shè)均符合《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)技術(shù)規(guī)范(試行)》(HJ664-2013)[6]，監(jiān)測數(shù)據(jù)具有代表性。

2 臭氧污染過程相關(guān)數(shù)據(jù)分析

2.1 O3、NO2及其氣象因子變化特征

2019年9月23日-27日漳州國控站點(diǎn)O3濃度變化時(shí)序圖見圖1?？梢钥闯?，三個(gè)站點(diǎn)O3濃度逐日升高，26日O3濃度峰值超過200μg?m-3。

圖1 2019年9月23日-27日漳州國控站點(diǎn)O3濃度變化時(shí)序圖

從圖2可見，2019年9月23日-27日相對濕度低，尤其是白天，相對濕度低至50%，最高氣溫高達(dá)30℃及以上，大氣壓高達(dá)1017hPa。低濕度、高溫度、高氣壓有利于O3本地生成。

圖2 2019年9月23日-27日三中站點(diǎn)氣象因子變化特征圖

表1為各監(jiān)測站點(diǎn)O3濃度與NO2濃度、溫度(T)相關(guān)性R2與擬合斜率匯總。從表中可以看出三中(R2=0.74)、九湖(R2=0.82)監(jiān)測站點(diǎn)O3濃度與NO2濃度都呈顯著負(fù)相關(guān)，說明該污染時(shí)段O3主要來自于本地生成[7]。三個(gè)站點(diǎn)均表現(xiàn)為O3濃度與溫度呈顯著正相關(guān)，即溫度越高，光化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)烈，越有利于O3的生成。

表1 2019年9月24日-26日各監(jiān)測站點(diǎn)O3濃度與NO2濃度、濕度(T)相關(guān)性分析

2.2 臭氧前體物的變化特征

2019年9月23日-27日期間揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)平均濃度為35.66ppbv，臭氧生成潛勢(OFP)的平均貢獻(xiàn)為60.27ppbv，主要OFP貢獻(xiàn)類別主要為含氧烴、芳香烴和烯烴(圖3)。該階段夜間VOCs累積效應(yīng)顯著，峰值均出現(xiàn)在凌晨2～3點(diǎn)，光化學(xué)反應(yīng)前的濃度較高；白天光照強(qiáng)烈，促進(jìn)了O3的生成[8]。

圖3 2019年9月23日-27日VOCs濃度及其OFP圖

2.3 臭氧污染的天氣形勢分析

9月24-26日副高強(qiáng)盛，福建省位于副高西側(cè)西南氣流控制下，天氣晴熱干燥，日照時(shí)間長(如圖4所示)，平均氣溫較高，早晚溫差大(氣溫日較差達(dá)到10～13℃,見圖5)。

(a)9月25日 (b)9月26日圖4 2019年9月25日-26日福建省日照時(shí)數(shù)分布圖

白天氣溫高、濕度低，副高下沉氣流將上層O3通過熱湍流交換至近地層，本地生成O3的條件較好，疊加作用是漳州市O3濃度出現(xiàn)持續(xù)超標(biāo)的原因。另外，夜晨輻射降溫明顯，逆溫層強(qiáng)度強(qiáng)且穩(wěn)定，導(dǎo)致夜間O3濃度居高不下，這也是O3濃度超標(biāo)的原因之一[9]。27日，近地層轉(zhuǎn)偏東氣流影響，臺灣海峽上空出現(xiàn)對流云團(tuán)，導(dǎo)致漳州云量增多，O3濃度下降，污染過程結(jié)束，但日均值還是較高的。

2.4 臭氧污染過程的模擬

模式模擬結(jié)果所示(如圖6)，2019年9月23-27日O3污染的整個(gè)過程及其傳輸路徑。可以看出，9月23-26日，長三角地區(qū)O3濃度逐日上升，并且向南傳輸影響福建沿海地區(qū)。27日，高O3濃度氣團(tuán)消散，對福建沿海地區(qū)的影響減弱。

(a)9月23日下午3時(shí)臭氧分布圖

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

2019年9月24-26日副高強(qiáng)盛、天氣晴熱干燥、日照時(shí)間長，相對濕度低、氣溫高、氣壓高，本地生成O3的條件較好；O3濃度與NO2濃度呈顯著負(fù)相關(guān)，該時(shí)段O3主要來自本地生成；另外，由于長三角地區(qū)的傳輸，導(dǎo)致夜間O3濃度居高不下，這也是造成O3超標(biāo)的原因之一。

3.2 建議

①深化區(qū)域應(yīng)急聯(lián)動(dòng)，建立與周邊各地市區(qū)域應(yīng)急聯(lián)動(dòng)快速響應(yīng)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)大氣污染區(qū)域協(xié)同響應(yīng)。

②優(yōu)化城市通風(fēng)廊道，加強(qiáng)城市建設(shè)規(guī)劃，遵循氣象規(guī)律，兼顧城市通風(fēng)和提升污染物擴(kuò)散能力，合理設(shè)置、調(diào)整風(fēng)通道，保證城市主風(fēng)道暢通。

③強(qiáng)化對中心城區(qū)加油站、儲(chǔ)油庫、油罐車油氣回收治理，完善油氣回收系統(tǒng)。開展油氣回收在線監(jiān)控系統(tǒng)平臺試點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對重點(diǎn)儲(chǔ)油庫和加油站油氣回收遠(yuǎn)程集中監(jiān)測、管理和控制。

④大力推廣使用低VOCs含量涂料、油墨和膠粘劑，在家具、集裝箱、整車生產(chǎn)、船舶制造、機(jī)械設(shè)備制造、汽修、印刷等行業(yè)全面推進(jìn)企業(yè)實(shí)施源頭替代。

⑤積極推進(jìn)污染企業(yè)退城入園，優(yōu)化區(qū)域產(chǎn)業(yè)布局，調(diào)整區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，減少本地源排放。