徐州市臭氧污染現(xiàn)狀分析

孫 瑞

（江蘇省徐州環(huán)境監(jiān)測中心，江蘇 徐州 221000）

近年來，我國大氣臭氧污染日益嚴(yán)峻，臭氧作為二次污染物，當(dāng)濃度過高時(shí)，就可能會引起人體的神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)等方面的疾病，影響人們的身體健康[1-2]。目前，京津冀“2＋26”城市和長江三角洲空氣質(zhì)量改善比較明顯，蘇皖魯豫交界地區(qū)臭氧污染卻出現(xiàn)逐年加重趨勢，引起各方重視[3]。徐州市位于蘇皖魯豫交界地區(qū)，產(chǎn)業(yè)仍以電力、建材、化工等能源和資源消耗型為主，且機(jī)動車保有量逐年增加，隨著徐州市四大產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型完成，PM2.5污染得到顯著控制，但臭氧污染有加重趨勢。本文結(jié)合2020年徐州市空氣質(zhì)量國控監(jiān)測站點(diǎn)的臭氧數(shù)據(jù)，分析徐州市臭氧污染現(xiàn)狀，了解臭氧污染時(shí)空變化特征。

1 徐州市臭氧污染現(xiàn)狀

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文應(yīng)用數(shù)據(jù)來源于徐州市的8個(gè)城區(qū)空氣質(zhì)量國控監(jiān)測站點(diǎn)，不同站點(diǎn)的監(jiān)測結(jié)果如表1所示。8個(gè)國控監(jiān)測站點(diǎn)按照規(guī)范要求開展了SO2、NO2、O3、CO、PM10和PM2.5指標(biāo)的監(jiān)測，引用站點(diǎn)的所有監(jiān)測數(shù)據(jù)滿足準(zhǔn)確性和有效性規(guī)定[4-5]。

表1 2020年徐州市國控監(jiān)測站點(diǎn)臭氧濃度及超標(biāo)天數(shù)變化

1.2 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095—2012）及其修改單、《環(huán)境空氣質(zhì)量評價(jià)技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ 663—2013）、《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定（試行）》（HJ 633—2012），對徐州市2020年臭氧污染進(jìn)行分析。超標(biāo)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095—2012）的二級標(biāo)準(zhǔn)（160 μg/m3）。

2 結(jié)果與討論

2.1 總體情況

2020年徐州市臭氧污染有所下降，臭氧濃度（第90百分位數(shù)濃度和年均值濃度）有所降低，與2019年相比，臭氧超標(biāo)天數(shù)顯著減少。2020年徐州市臭氧濃度第90百分位數(shù)和年均值分別是160 μg/m3和102 μg/m3，同比分別下降了11.1%、4.7%，較2019年均有所減小。2020年徐州市首要污染物超標(biāo)天數(shù)的前三位為PM2.5、O3-8 h、PM10，分別超標(biāo)57 d、38 d、10 d，較2019年分別減少18 d、27 d和增加5 d。與2019年相比，2020年臭氧超標(biāo)天數(shù)減少最多，較PM2.5多減少9 d。臭氧超標(biāo)天數(shù)大幅減少，對2020年優(yōu)良率貢獻(xiàn)最大。2020年首要污染物中，O3-8 h占比最高，為42.2%，高出PM2.58.7%；臭氧首要污染物超標(biāo)天數(shù)為38 d，位列第二，僅較PM2.5超標(biāo)天數(shù)少19 d，臭氧單項(xiàng)污染物對空氣質(zhì)量的影響比例加大。

2.2 臭氧污染時(shí)空分布

2.2.1 臭氧污染空間分布

如表1所示，2020年徐州市區(qū)8個(gè)國控監(jiān)測站點(diǎn)中，臭氧濃度下降幅度保持在1.0%～10.8%，相比2019年，臭氧超標(biāo)減少天數(shù)保持在20～47 d?；此军c(diǎn)臭氧污染削減程度最大，位于市區(qū)下風(fēng)向工業(yè)區(qū)的桃園路站點(diǎn)臭氧污染最重，臭氧濃度最高。

2020年徐州市區(qū)8個(gè)國控監(jiān)測站點(diǎn)中，臭氧濃度最高的站點(diǎn)是桃園路，最低的是黃河新村。8個(gè)站點(diǎn)排名是桃園路＞賈汪大泉街道＞銅山招生辦＞鼓樓區(qū)政府＞淮塔＞農(nóng)科院＞新城區(qū)＞黃河新村。

2.2.2 臭氧污染季節(jié)性分布

由圖1可以看出，2020年徐州市臭氧污染始于春季（3-5月），夏季（6-8月）污染最重，秋季（9-11月）有所反彈。2020年臭氧超標(biāo)天集中在5月、6月和9月，分別超標(biāo)11 d、13 d、6 d，其合計(jì)占臭氧污染總超標(biāo)天數(shù)的78.9%。

圖1 2019-2020年徐州市臭氧月度變化

研究表明，臭氧受氣溫、光照等氣象條件影響，氣溫高、紫外輻射強(qiáng)的天氣條件下，臭氧濃度較高[6]。2020年6-8月，臭氧超標(biāo)天數(shù)和臭氧濃度均有所下降，與徐州市氣象環(huán)境有一定關(guān)系。近幾年，徐州市一般在6-8月進(jìn)入梅雨期，降水量增多，日照時(shí)數(shù)減少。2020年6-8月，徐州市降水明顯增多，相比2019年同期，同比分別增加152%、51%、3%，日照數(shù)同比分別偏少29%、39%、30%。陰雨天較多，太陽輻射減弱，氣溫相對較低，臭氧污染相對減輕，而降雨量較大，也會對污染物有稀釋、清除的作用。2019年6月及2020年6月徐州市降水分布如圖2所示。

圖2 徐州市降水分布

2.2.3 臭氧污染日均分布

研究表明，臭氧濃度與臭氧前體物氮氧化物（NOx）、揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）濃度有一定關(guān)系。如圖3所示，徐州市臭氧濃度的日變化呈單谷單峰型。2020年全年，臭氧日變化整體趨勢相同，午夜至清晨光化學(xué)反應(yīng)較弱，NO等污染物與O3等發(fā)生反應(yīng)，造成O3逐漸消耗，濃度逐漸下降，在06:00-07:00達(dá)到最低；08:00左右，汽車出行早高峰等造成VOCs和NOx等臭氧前體物排放量的增加，另外，太陽輻射逐漸增強(qiáng)，光化學(xué)反應(yīng)能力增強(qiáng)，O3濃度逐漸升高；14:00-16:00，O3濃度達(dá)到最高值；之后，隨著大氣邊界層抬高，湍流作用增強(qiáng)，大氣擴(kuò)散能力增強(qiáng)，O3以及VOCs、NOx等前體物逐漸稀釋和擴(kuò)散，光化學(xué)反應(yīng)能力減弱，O3逐漸消耗，臭氧濃度逐漸下降。

圖3 徐州市臭氧濃度日變化

3 結(jié)論

2020年，徐州市臭氧污染總體有所下降，臭氧濃度有所降低，臭氧超標(biāo)天數(shù)相比2019年顯著減少。2020年首要污染物中，O3-8 h占比最高，為42.2%；臭氧超標(biāo)天數(shù)為38 d，位列第二，臭氧單項(xiàng)污染物對空氣質(zhì)量的影響比例加大。2020年徐州市臭氧污染仍是夏季最重，臭氧超標(biāo)天集中在5月、6月與9月，其合計(jì)占總超標(biāo)天數(shù)的78.9%。徐州市臭氧濃度的日變化呈單谷單峰型，14:00-16:00，O3濃度達(dá)到最高值。未來，要繼續(xù)加強(qiáng)臭氧監(jiān)測數(shù)據(jù)和污染成因分析，通過監(jiān)測車走航、無人機(jī)監(jiān)測等手段開展溯源分析；繼續(xù)開展臭氧污染預(yù)警預(yù)報(bào)工作，通過提前預(yù)警及早發(fā)現(xiàn)臭氧污染過程；開展重點(diǎn)時(shí)段、重點(diǎn)季節(jié)管控工作，通過錯(cuò)峰生產(chǎn)等有效管控措施降低臭氧污染。